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2023年中考数学二轮专题复习《二次函数压轴题-几何图形的周长与面积最值问题》(2份打包,教师版+原卷版)
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2023年中考数学二轮专题复习
《二次函数压轴题-几何图形的周长与面积最值问题》
如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(1,0)、C(﹣2,3)两点,与y轴交于点N,其顶点为D.
(1)求抛物线及直线AC的函数关系式;
(2)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求△APC的面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)在对称轴上是否存在一点M,使△ANM的周长最小.若存在,请求出M点的坐标和△ANM周长的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案解析】解:(1)将A(1,0),C(﹣2,3)代入y=﹣x2+bx+c,得:
,解得:,
∴抛物线的函数关系式为y=﹣x2﹣2x+3;
设直线AC的函数关系式为y=mx+n(m≠0),
将A(1,0),C(﹣2,3)代入y=mx+n,得:
,解得:,
∴直线AC的函数关系式为y=﹣x+1.
(2)过点P作PE∥y轴交x轴于点E,交直线AC于点F,过点C作CQ∥y轴交x轴于点Q,如图1所示.
设点P的坐标为(x,﹣x2﹣2x+3)(﹣2<x<1),则点E的坐标为(x,0),点F的坐标为(x,﹣x+1),
∴PE=﹣x2﹣2x+3,EF=﹣x+1,
EF=PE﹣EF=﹣x2﹣2x+3﹣(﹣x+1)=﹣x2﹣x+2.
∵点C的坐标为(﹣2,3),
∴点Q的坐标为(﹣2,0),
∴AQ=1﹣(﹣2)=3,
∴S△APC=AQ•PF=﹣x2﹣x+3=﹣(x+)2+.
∵﹣<0,
∴当x=﹣时,△APC的面积取最大值,最大值为,此时点P的坐标为(﹣,).
(3)当x=0时,y=﹣x2﹣2x+3=3,
∴点N的坐标为(0,3).
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1.
∵点C的坐标为(﹣2,3),
∴点C,N关于抛物线的对称轴对称.
令直线AC与抛物线的对称轴的交点为点M,如图2所示.
∵点C,N关于抛物线的对称轴对称,
∴MN=CM,
∴AM+MN=AM+MC=AC,
∴此时△ANM周长取最小值.
当x=﹣1时,y=﹣x+1=2,
∴此时点M的坐标为(﹣1,2).
∵点A的坐标为(1,0),点C的坐标为(﹣2,3),点N的坐标为(0,3),
∴AC=3,AN=,
∴C△ANM=AM+MN+AN=AC+AN=3+.
∴在对称轴上存在一点M(﹣1,2),使△ANM的周长最小,△ANM周长的最小值为3+.
如图,已知抛物线y=ax2+bx﹣3的图象与x轴交于点A(1,0)和B(3,0),与y轴交于点C,D是抛物线的顶点,对称轴与x轴交于E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,在抛物线的对称轴DE上求作一点M,使△AMC的周长最小,并求出点M的坐标和周长的最小值.
(3)如图2,点P是x轴上的动点,过P点作x轴的垂线分别交抛物线和直线BC于F、G,使△FCG是等腰三角形,直接写出P的横坐标.
【答案解析】解:(1)将A(1,0)和B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3得:
,解得,
∴抛物线的解析式y=﹣x2+4x﹣3;
(2)连接BC交直线DE于M′,如答图1:
抛物线的解析式y=﹣x2+4x﹣3中令x=0得y=﹣3,令y=0得x=1或3,
∴C(0,﹣3),A(1,0),B(3,0),且顶点D(2,1),对称轴x=2,
∴AC=,BC=3,
△AMC的周长最小,即是AM+CM最小,而M在对称轴上,
∴AM=BM,AM+CM最小就是BM+CM最小,
此时M与M′重合,AM+CM最小值即是BC的长度即AM+CM最小值为3,
∴△AMC的周长最小为3+,
设直线BC解析式为y=kx+n,将C(0,﹣3),B(3,0)代入得:
,解得,
∴直线BC解析式为y=x﹣3,令x=2得y=1,
∴M(2,1);
(3)设P(m,0),
∵过P点作x轴的垂线分别交抛物线和直线BC于F、G,
∴F(m,﹣m2+4m﹣3),G(m,m﹣3),
而C(0,﹣3),
∴CF2=m2+(﹣m2+4m)2,CG2=m2+m2=2m2,FG2=(﹣m2+3m)2,
△FCG是等腰三角形,分三种情况:
①CF=CG时,m2+(﹣m2+4m)2=2m2,解得m=0或m=3或m=5,
m=0时F、G与C重合,舍去;m=3时,F、G与B重合,舍去,
∴m=5,P(5,0),
②CF=FG时,m2+(﹣m2+4m)2=(﹣m2+3m)2,解得m=0(舍去)或m=4,
∴P(4,0),
③CG=FG时,2m2=(﹣m2+3m)2,解得m=0(舍去)或m=3﹣或m=3+,
∴P(3﹣,0)或P(3+,0),
总上所述,△FCG是等腰三角形,P的坐标是:(5,0)或(4,0)或(3﹣,0)或(3+,0).
如图,抛物线y=ax2+2ax+c的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边)AB=4,与y轴交于点C,OC=OA,点D为抛物线的顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M(m,0)为线段AB上一点(点M不与点A、B重合),过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过点Q作QN⊥x轴于点N,可得矩形PQNM,如图1,点P在点Q左边,当矩形PQNM的周长最大时,求m的值,并求出此时的△AEM的面积;
(3)已知H(0,﹣1),点G在抛物线上,连HG,直线HG⊥CF,垂足为F,若BF=BC,求点G的坐标.
【答案解析】解:(1)由抛物线y=ax2+2ax+c,可得C(0,c),对称轴为x=﹣1,
∵OC=OA,
∴A(﹣c,0),B(﹣2+c,0),
∵AB=4,
∴﹣2+c﹣(﹣c)=4,
∴c=3,
∴A(﹣3,0),
代入抛物线y=ax2+2ax+3,得0=9a﹣6a+3,
解得a=﹣1,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如图1,∵M(m,0),PM⊥x轴,
∴P(m,﹣m2﹣2m+3),
又∵对称轴为x=﹣1,PQ∥AB,
∴Q(﹣2﹣m,﹣m2﹣2m+3),
又∵QN⊥x轴,
∴矩形PQNM的周长
=2(PM+PQ)
=2[(﹣m2﹣2m+3)+(﹣2﹣m﹣m)]=2(﹣m2﹣4m+1)=﹣2(m+2)2+10,
∴当m=﹣2时,矩形PQNM的周长有最大值10,
此时,M(﹣2,0),
由A(﹣3,0),C(0,3),可得直线AC为y=x+3,AM=1,
∴当x=﹣2时,y=1,即E(﹣2,1),ME=1,
∴△AEM的面积=×AM×ME=×1×1=;
(3)如图2,连接CB并延长,交直线HG于点Q,
∵HG⊥CF,BC=BF,
∴∠BFC+∠BFQ=∠BCF+∠Q=90°,∠BFC=∠BCF,
∴∠BFQ=∠Q,
∴BC=BF=BQ,
又∵C(0,3),B(1,0),
∴Q(2,﹣3),
又∵H(0,﹣1),
∴QH的解析式为y=﹣x﹣1,
解方程组,
可得或,
∴点G的坐标为(,)或(,).
己知:二次函数y=ax2+bx+6(a≠0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧)点A、点B的横坐标是一元二次方程x2-4x-12=0的两个根.
(1)请直接写出点A、点B的坐标.
(2)请求出该二次函数表达式及对称轴和顶点坐标.
(3)如图1,在二次函数对称轴上是否存在点P,使△APC的周长最小,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(4)如图2,连接AC、BC,点Q是线段0B上一个动点(点Q不与点0、B重合).过点Q作QD∥AC交BC于点D,设Q点坐标(m,0),当△CDQ面积S最大时,求m的值.
【答案解析】
如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(1,0)、C(﹣2,3)两点,与y轴交于点N,其顶点为D.
(1)求抛物线及直线AC的函数关系式;
(2)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求△APC的面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)在对称轴上是否存在一点M,使△ANM的周长最小.若存在,请求出M点的坐标和△ANM周长的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案解析】解:(1)将A(1,0),C(﹣2,3)代入y=﹣x2+bx+c,得:
,解得:,
∴抛物线的函数关系式为y=﹣x2﹣2x+3;
设直线AC的函数关系式为y=mx+n(m≠0),
将A(1,0),C(﹣2,3)代入y=mx+n,得:
,解得:,
∴直线AC的函数关系式为y=﹣x+1.
(2)过点P作PE∥y轴交x轴于点E,交直线AC于点F,过点C作CQ∥y轴交x轴于点Q,
如图1所示.
设点P的坐标为(x,﹣x2﹣2x+3)(﹣2<x<1),
则点E的坐标为(x,0),点F的坐标为(x,﹣x+1),
∴PE=﹣x2﹣2x+3,EF=﹣x+1,
EF=PE﹣EF=﹣x2﹣2x+3﹣(﹣x+1)=﹣x2﹣x+2.
∵点C的坐标为(﹣2,3),
∴点Q的坐标为(﹣2,0),
∴AQ=1﹣(﹣2)=3,
∴S△APC=AQ•PF=﹣x2﹣x+3=﹣(x+)2+3.
∵﹣<0,
∴当x=﹣时,△APC的面积取最大值,最大值为3,
此时点P的坐标为(﹣,).
(3)当x=0时,y=﹣x2﹣2x+3=3,
∴点N的坐标为(0,3).
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1.
∵点C的坐标为(﹣2,3),
∴点C,N关于抛物线的对称轴对称.
令直线AC与抛物线的对称轴的交点为点M,如图2所示.
∵点C,N关于抛物线的对称轴对称,
∴MN=CM,
∴AM+MN=AM+MC=AC,
∴此时△ANM周长取最小值.
当x=﹣1时,y=﹣x+1=2,
∴此时点M的坐标为(﹣1,2).
∵点A的坐标为(1,0),点C的坐标为(﹣2,3),点N的坐标为(0,3),
∴AC=3,AN=,
∴C△ANM=AM+MN+AN=AC+AN=3+.
∴在对称轴上存在一点M(﹣1,2),使△ANM的周长最小,
△ANM周长的最小值为3+.
抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于点A(﹣3,0)、B(1,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式
(2)在抛物线对称轴上找一点M,使△MBC的周长最小,并求出点M的坐标和△MBC的周长
(3)若点P是x轴上的一个动点,过点P作PQ∥BC交抛物线与点Q,在抛物线上是否存在点Q,使B、C、P、Q为顶点的四边形为平行四边形?若存在请求出点Q的坐标,若不存在请说明理由.
【答案解析】解:(1)将A(﹣3,0),B(1,0)代入y=ax2+bx+2,
得:,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+2.
(2)当x=0时,y=﹣x2﹣x+2=2,∴点C的坐标为(0,2).
∵抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+2,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1.
连接AC,交抛物线对称轴于点M,如图1所示.
∵点A,B关于直线x=﹣1对称,∴MA=MB,
∴MB+MC=MA+MC=AC,
∴此时△MBC的周长取最小值.
∵点A的坐标为(﹣3,0),点B的坐标为(1,0),点C的坐标为(0,2),
∴AC=,BC=,直线AC的解析式为y=x+2(可用待定系数法求出来).
当x=﹣1时,y=x+2=,
∴当△MBC的周长最小时,点M的坐标为(﹣1,),△MBC的周长为+.
(3)∵以B、C、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,点B,P的纵坐标为0,点C的纵坐标为2,
∴点Q的纵坐标为2或﹣2,如图2所示.
当y=2时,﹣x2﹣x+2=2,解得:x1=﹣2,x2=0(舍去),
∴点Q的坐标为(﹣2,2);
当y=﹣2时,﹣x2﹣x+2=﹣2,解得:x1=﹣4,x2=2,
∴点Q的坐标为(﹣4,﹣2)或(2,﹣2).
∴在抛物线上存在点Q,使B、C、P、Q为顶点的四边形为平行四边形,
点Q的坐标为(﹣2,2)或(﹣4,﹣2)或(2,﹣2).
如图,抛物线y=﹣x2﹣2x+3的图象与x轴交于A.B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求点A.B.C的坐标;
(2)点M(m,0)为线段AB上一点(点M不与点A.B重合),过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过点Q作QN⊥x轴于点N,可得矩形PQNM.如图,点P在点Q左边,试用含m的式子表示矩形PQNM的周长;
(3)当矩形PQNM的周长最大时,m的值是多少?并求出此时的△AEM的面积;
(4)在(3)的条件下,当矩形PMNQ的周长最大时,连接DQ,过抛物线上一点F作y轴的平行线,与直线AC交于点G(点G在点F的上方).若FG=2DQ,求点F的坐标.
【答案解析】解:(1)由抛物线y=﹣x2﹣2x+3可知,C(0,3).
令y=0,则0=﹣x2﹣2x+3,解得,x=﹣3或x=l,
∴A(﹣3,0),B(1,0).
(2)由抛物线y=﹣x2﹣2x+3可知,对称轴为x=﹣1.
∵M(m,0),
∴PM=﹣m2﹣2m+3,MN=(﹣m﹣1)×2=﹣2m﹣2,
∴矩形PMNQ的周长=2(PM+MN)=(﹣m2﹣2m+3﹣2m﹣2)×2=﹣2m2﹣8m+2.
(3)∵﹣2m2﹣8m+2=﹣2(m+2)2+10,
∴矩形的周长最大时,m=﹣2.
∵A(﹣3,0),C(0,3),
设直线AC的解析式y=kx+b,
∴解得k=l,b=3,
∴解析式y=x+3,
令x=﹣2,则y=1,
∴E(﹣2,1),
∴EM=1,AM=1,
∴S=AM×EM=.
(4)∵M(﹣2,0),抛物线的对称轴为x=﹣l,
∴N应与原点重合,Q点与C点重合,
∴DQ=DC,
把x=﹣1代入y=﹣x2﹣2x+3,解得y=4,
∴D(﹣1,4),
∴DQ=DC=.
∵FG=2DQ,
∴FG=4.
设F(n,﹣n2﹣2n+3),则G(n,n+3),
∵点G在点F的上方且FG=4,
∴(n+3)﹣(﹣n2﹣2n+3)=4.解得n=﹣4或n=1,
∴F(﹣4,﹣5)或(1,0).
已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(-1,0)、B(2,0)、C(0,2)三点.
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是第一象限内此抛物线上的一个动点,当点P运动到什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时点P的坐标;
(3)如图2,设线段AC的垂直平分线交x轴于点E,垂足为D,M为抛物线的顶点,那么在直线DE上是否存在一点G,使△CMG的周长最小?若存在,请求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0)、B(2,0)、C(0,2)三点.
∴,解得,∴这条抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+2.
(2)设直线BC的解析式为:y=kx+b,将B(2,0)、C(0,2)代入得:
,解得,∴直线BC的解析式为:y=﹣x+2.
如答图1,连接BC.
四边形ABPC由△ABC与△PBC组成,△ABC面积固定,则只需要使得△PBC面积最大即可.
设P(x,﹣x2+x+2),过点P作PF∥y轴,交BC于点F,则F(x,﹣x+2).
∴PF=(﹣x2+x+2)﹣(﹣x+2)=﹣x2+2x.
S△PBC=S△PFC+S△PFB=PF(xF﹣xC)+PF(xB﹣xF)=PF(xB﹣xC)=PF
∴S△PBC=﹣x2+2x=﹣(x﹣1)2+1
∴当x=1时,△PBC面积最大,即四边形ABPC面积最大.此时P(1,2).
∴当点P坐标为(1,2)时,四边形ABPC的面积最大.
(3)存在.
∵∠CAO+∠ACO=90°,∠CAO+∠AED=90°,∴∠ACO=∠AED,
又∵∠CAO=∠CAO,∴△AOC∽△ADE,
∴=,即=,解得AE=,∴E(,0).
∵DE为线段AC的垂直平分线,∴点D为AC的中点,∴D(﹣,1).
可求得直线DE的解析式为:y=﹣x+ ①.
∵y=﹣x2+x+2=﹣(x﹣)2+,∴M(,).
又A(﹣1,0),则可求得直线AM的解析式为:y=x+ ②.
∵DE为线段AC的垂直平分线,∴点A、C关于直线DE对称.
如答图2,连接AM,与DE交于点G,此时△CMG的周长=CM+CG+MG=CM+AM最小,故点G为所求.
联立①②式,可求得交点G的坐标为(﹣,).
∴在直线DE上存在一点G,使△CMG的周长最小,点G的坐标为(﹣,).
如图,已知抛物线y=x2+3x﹣8的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.
(1)求直线BC的解析式;
(2)点F是直线BC下方抛物线上的一点,当△BCF的面积最大时,在抛物线的对称轴上找一点P,使得△BFP的周长最小,请求出点F的坐标和点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,是否存在这样的点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形?如果有,请直接写出点Q的坐标;如果没有,请说明理由.
【答案解析】解:(1)对于抛物线y=x2+3x﹣8,
令y=0,得到x2+3x﹣8=0,解得x=﹣8或2,
∴B(﹣8,0),A(2,0),
令x=0,得到y=﹣8,
∴A(2,0),B(﹣8,0),C(0,﹣8),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
则有,解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x﹣8.
(2)如图1中,作FN∥y轴交BC于N.设F(m,m2+3m﹣8),则N(m,﹣m﹣8)
∴S△FBC=S△FNB+S△FNC=•FN×8=4FN=4[(﹣m﹣8)﹣(m2+3m﹣8)]
=﹣2m2﹣16m=﹣2(m+4)2+32,
∴当m=﹣4时,△FBC的面积有最大值,此时F(﹣4,﹣12),
∵抛物线的对称轴x=﹣3,
点B关于对称轴的对称点是A,连接AF交对称轴于P,此时△BFP的周长最小,
设直线AF的解析式为y=ax+b,
则有,解得,
∴直线AF的解析式为y=2x﹣4,
∴P(﹣3,﹣10),
∴点F的坐标和点P的坐标分别是F(﹣4,﹣12),P(﹣3,﹣10).
(3)如图2中,
∵B(﹣8,0),F(﹣4,﹣12),
∴BF=4,
①当FQ1=FB时,Q1(0,0)或(0,﹣24)(虽然FB=FQ,但是B、F、Q三点一线应该舍去).
②当BF=BQ时,易知Q2(0,﹣4),Q3(0,4).
③当Q4B=Q4F时,设Q4(0,m),
则有82+m2=42+(m+12)2,解得m=﹣4,
∴Q4(0,﹣4),
∴Q点坐标为(0,0)或(0,4)或(0,﹣4)或(0,﹣4).
如图,直线y=-x+分别与x轴、y轴交于B、C两点,点A在x轴上,∠ACB=90°,抛物线y=ax2+bx+经过A、B两点.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)点M是直线BC上方抛物线上的一点,过点M作MH⊥BC于点H,作MD∥y轴交BC于点D,求△DMH周长的最大值.
【答案解析】解:(1)∵直线y=-x+与x轴交于点B,与y轴交于点C,
∴令x=0得y=,令y=0得x=3,
∴点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,).
∴tan∠CBO==,
∴∠CBO=30°,
∴∠BCO=60°,
∵AC⊥BC,
∴∠ACO=30°,
∴AO=CO·tan∠ACO=×=1,
∴点A的坐标为(-1,0);
(2)∵抛物线y=ax2+bx+经过A,B两点,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+;
(3)∵MD∥y轴,
∴∠MDH=∠BCO=60°,
∵MH⊥BC,
∴HD=MD,MH=MD.
∴△DMN的周长为(1++)MD.
设点D的坐标为(t,-t+),则点M的坐标为(t,-t2+t+),
∵点M在直线BC上方的抛物线上,
∴MD=(-t2+t+)-(-t+)=-t2+t=-(t-)2+.
∵0<t<3,
∴当t=时,MD有最大值,且MD的最大值为,
∴△DMH周长的最大值为(1++)×=.
如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,OA=2,OC=6,连接AC和BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D在抛物线的对称轴上,当△ACD的周长最小时,点D的坐标为 .
(3)点E是第四象限内抛物线上的动点,连接CE和BE.求△BCE面积的最大值及此时点E的坐标;
(4)若点M是y轴上的动点,在坐标平面内是否存在点N,使以点A、C、M、N为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案解析】解:(1)∵OA=2,OC=6∴A(﹣2,0),C(0,﹣6)
∵抛物线y=x2+bx+c过点A、C
∴ 解得:
∴抛物线解析式为y=x2﹣x﹣6
(2)∵当y=0时,x2﹣x﹣6=0,解得:x1=﹣2,x2=3
∴B(3,0),抛物线对称轴为直线x=
∵点D在直线x=上,点A、B关于直线x=对称
∴xD=,AD=BD
∴当点B、D、C在同一直线上时,C△ACD=AC+AD+CD=AC+BD+CD=AC+BC最小
设直线BC解析式为y=kx﹣6∴3k﹣6=0,解得:k=2
∴直线BC:y=2x﹣6∴yD=2×﹣6=﹣5∴D(,﹣5)故答案为:(,﹣5)
(3)过点E作EG⊥x轴于点G,交直线BC与点F
设E(t,t2﹣t﹣6)(0<t<3),则F(t,2t﹣6)
∴EF=2t﹣6﹣(t2﹣t﹣6)=﹣t2+3t
∴S△BCE=S△BEF+S△CEF=EF•BG+EF•OG=EF(BG+OG)=EF•OB
=×3(﹣t2+3t)=﹣(t﹣)2+
∴当t=时,△BCE面积最大 ∴yE=()2﹣﹣6=﹣5
∴点E坐标为(,﹣5)时,△BCE面积最大,最大值为3.
(4)存在点N,使以点A、C、M、N为顶点的四边形是菱形.
∵A(﹣2,0),C(0,﹣6)∴AC=2
①若AC为菱形的边长,如图3,则MN∥AC且,MN=AC=2
∴N1(﹣2,2),N2(﹣2,﹣2),N3(2,0)
②若AC为菱形的对角线,如图4,则AN4∥CM4,AN4=CN4
设N4(﹣2,n)∴﹣n=解得:n=﹣∴N4(﹣2,﹣)
综上所述,点N坐标为(﹣2,2),(﹣2,﹣2),(2,0),(﹣2,﹣).
如图,抛物线y=﹣x2﹣2x+3的图象与x轴交于A.B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)点M(m,0)为线段AB上一点(点M不与点A.B重合),过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过点Q作QN⊥x轴于点N,可得矩形PQNM.如图,点P在点Q左边,试用含m的式子表示矩形PQNM的周长;
(3)当矩形PQNM的周长最大时,m的值是多少?并求出此时的△AEM的面积;
(4)在(3)的条件下,当矩形PMNQ的周长最大时,连接DQ,过抛物线上一点F作y轴的平行线,与直线AC交于点G(点G在点F的上方).若FG=2DQ,求点F的坐标.
【答案解析】解:(1)由抛物线y=﹣x2﹣2x+3可知,C(0,3).
令y=0,则0=﹣x2﹣2x+3,[解得,x=﹣3或x=l,
∴A(﹣3,0),B(1,0).
(2)由抛物线y=﹣x2﹣2x+3可知,对称轴为x=﹣1.
∵M(m,0),
∴PM=﹣m2﹣2m+3,MN=(﹣m﹣1)×2=﹣2m﹣2,
∴矩形PMNQ的周长=2(PM+MN)=(﹣m2﹣2m+3﹣2m﹣2)×2=﹣2m2﹣8m+2.
(3)∵﹣2m2﹣8m+2=﹣2(m+2)2+10,[
∴矩形的周长最大时,m=﹣2.
∵A(﹣3,0),C(0,3),
设直线AC的解析式y=kx+b,
∴解得k=l,b=3,
∴解析式y=x+3,
令x=﹣2,则y=1,
∴E(﹣2,1),
∴EM=1,AM=1,
∴S=AM×EM=.
(4)∵M(﹣2,0),抛物线的对称轴为x=﹣l,
∴N应与原点重合,Q点与C点重合,
∴DQ=DC,
把x=﹣1代入y=﹣x2﹣2x+3,解得y=4,
∴D(﹣1,4),
∴DQ=DC=.
∵FG=2DQ,
∴FG=4.
设F(n,﹣n2﹣2n+3),则G(n,n+3),
∵点G在点F的上方且FG=4,
∴(n+3)﹣(﹣n2﹣2n+3)=4.解得n=﹣4或n=1,[来源
∴F(﹣4,﹣5)或(1,0).
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