【题目】如图,过
、
作x轴的垂线,分别交直线
于C、D两点
抛物线
经过O、C、D三点.
求抛物线的表达式;
点M为直线OD上的一个动点,过M作x轴的垂线交抛物线于点N,问是否存在这样的点M,使得以A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求此时点M的横坐标;若不存在,请说明理由;
若
沿CD方向平移
点C在线段CD上,且不与点D重合
,在平移的过程中
与
重叠部分的面积记为S,试求S的最大值.
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【答案】(1)
;(2)
或
或
;(3)
.
【解析】
(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)由题意,可知MN∥AC,因为以A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,则有MN=AC=3.设点M的横坐标为x,则求出MN=|
x2﹣4x|;解方程|
x2﹣4x|=3,求出x的值,即点M横坐标的值;
(3)设水平方向的平移距离为t(0≤t<2),利用平移性质求出S的表达式:S
(t﹣1)2
;当t=1时,s有最大值为
.
(1)由题意,可得C(1,3),D(3,1).
∵抛物线过原点,∴设抛物线的解析式为:y=ax2+bx,∴
,解得
,∴抛物线的表达式为:y
x2
x.
(2)存在.
设直线OD解析式为y=kx,将D(3,1)代入,求得k
,∴直线OD解析式为y
x.
设点M的横坐标为x,则M(x,
x),N(x,
x2
x),∴MN=|yM﹣yN|=|
x﹣(
x2
x)|=|
x2﹣4x|.
由题意,可知MN∥AC,因为以A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,则有MN=AC=3,∴|
x2﹣4x|=3.
若
x2﹣4x=3,整理得:4x2﹣12x﹣9=0,解得:x
或x
;
若
x2﹣4x=﹣3,整理得:4x2﹣12x+9=0,解得:x
,∴存在满足条件的点M,点M的横坐标为:
或
或
.
(3)∵C(1,3),D(3,1),∴易得直线OC的解析式为y=3x,直线OD的解析式为y
x.
如解答图所示,设平移中的三角形为△A'O'C',点C'在线段CD上.
设O'C'与x轴交于点E,与直线OD交于点P;
设A'C'与x轴交于点F,与直线OD交于点Q.
设水平方向的平移距离为t(0≤t<2),则图中AF=t,F(1+t,0),Q(1+t,
t),C'(1+t,3﹣t).
设直线O'C'的解析式为y=3x+b,将C'(1+t,3﹣t)代入得:b=﹣4t,∴直线O'C'的解析式为y=3x﹣4t,∴E(
t,0).
联立y=3x﹣4t与y
x,解得:x
t,∴P(
t,
t).
过点P作PG⊥x轴于点G,则PG
t,∴S=S△OFQ﹣S△OEP
OFFQ
OEPG
(1+t)(
t)![]()
t
t
(t﹣1)2![]()
当t=1时,S有最大值为
,∴S的最大值为
.
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