問題詳情:
在平面直角座標系中,已知拋物線(爲常數)的頂點爲,等腰直角三角形的定點的座標爲,的座標爲,直角頂點在第四象限.
(1)如圖,若該拋物線過 ,兩點,求該拋物線的函數表達式;(3分)
(2)平移(1)中的拋物線,使頂點在直線上滑動,且與交於另一點.
i)若點在直線下方,且爲平移前(1)中拋物線上的點,當以
三點爲頂點的三角形是等腰直角三角形時,求所有符合條件的點的座標;(4分)
ii)取的中點,連接.試探究是否存在最大值?若存在,求出該最大值;若不存在,請說明理由. (2分)
【回答】
解(1)A(0,-1) C(4,3)
則|AC|=
ABC爲等腰直角三角形 ∴AB=BC=4
∴B點(4,-1)將A,B代入拋物線方程有
⇒
∴…………………………………..3
(2)當頂點P在直線AC上滑動時,平移後拋物線與AC另一交點Q就是A點沿直線AC滑動同樣的單位。
原拋物線
∴頂點P爲(2,1)
設平移後頂點P爲(a,a-1),
則平移後拋物線
聯立y=x-1(直線AC方程) 得Q點爲(a-2,a-3)∴|PQ|=
即實際上是線段AP在直線AC上的滑動.
ⅰ)點M在直線AC下方,且M,P,Q構成等腰直角三角形,
那麼先考慮使MP,Q構成等腰直角三角形的M點的軌跡,
再求其軌跡與拋物線的交點以確定M點.
① 若∠M爲直角,
則M點軌跡即爲AC下方距AC爲MH且與AC平行的直線l
又知|PQ|= ,則|MH|= |PM|=2
直線l即爲AC向下平移|PM|=2個單位 L:y=x-3 聯立
得x=1± M點爲(1+,-2)或(1-,--2)…………………………5
② 若∠P=或∠Q爲直角,即PQ爲直角邊,MQ⊥PQ且,MQ=PQ=
或MP⊥PQ,且MP=PQ=,∴M點軌跡是AC下方距AC爲且與AC平行直線L
直線L即爲AC向下平移|MP|=4個單位L:y=x-5聯立
得x=4或x=-2∴M點爲(4,-1)或(-2,-7)
綜上所有符合條件的點M爲(1+,-2)(4,-1);
(1-,--2),(-2,-7)…………………7
ⅱ)(特別說明:解答中的M都應該換成F)
知PQ= 有最大值,即NP+BQ有最小值
如下圖,取AB中點F,連結QF,NF,知N爲中點∴FN爲AC邊中位線,∴FN∥AC且FN=AC==PQ∴ ∴FNPQ爲平行四邊形
即PN=QF ∴QB+PN=BQ+FQ 此時,作B點關於AC對稱的點B′,連,
交AC於點H,易知=BQ
∴BQ+PN=+FQ≥(三角形兩邊之和大於第三邊)僅當Q與H重合時,取等號
即BQ+PN最小值存在 且最小值爲連結知爲等腰直角三角形。
=4,AF=AB=2 ∴由勾股定理得
∴最大值存在,且最大值爲 ………………9
知識點:二次函數與一元二次方程
題型:綜合題