ii.当∠AQD=90°时,设Q(t,﹣t2+2t+3), 设直线AQ的解析式为y=k1x+b1, 把A、Q坐标代入可得
,解得k1=﹣(t﹣3),
,解得
或
,
设直线DQ解析式为y=k2x+b2,同理可求得k2=﹣t, ∵AQ⊥DQ,
∴k1k2=﹣1,即t(t﹣3)=﹣1,解得t=当t=当t=
时,﹣t+2t+3=时,﹣t2+2t+3=
,
2
,
, , )或(
,,
); )或(
,
).
∴Q点坐标为(
综上可知Q点坐标为(1,4)或(
【点评】本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、三角形的面积、二次函数的性质、直角三角形的性质及分类讨论思想等知识.在(1)中注意待定系数法的应用,在(2)①中注意把四边形转化为两个三角形,在②利用互相垂直直线的性质是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中. 类型三:二次函数与动点产生的四边形问题
【例3】(2018东营)(12.00分)如图,抛物线y=a(x﹣1)(x﹣3)(a>0)与x轴交于A、B两点,抛物线上另有一点C在x轴下方,且使△OCA∽△OBC. (1)求线段OC的长度;
(2)设直线BC与y轴交于点M,点C是BM的中点时,求直线BM和抛物线的解
析式;
(3)在(2)的条件下,直线BC下方抛物线上是否存在一点P,使得四边形ABPC面积最大?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)令y=0,求出x的值,确定出A与B坐标,根据已知相似三角形得比例,求出OC的长即可;
(2)根据C为BM的中点,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得到OC=BC,确定出C的坐标,利用待定系数法确定出直线BC解析式,把C坐标代入抛物线求出a的值,确定出二次函数解析式即可;
(3)过P作x轴的垂线,交BM于点Q,设出P与Q的横坐标为x,分别代入抛物线与直线解析式,表示出坐标轴,相减表示出PQ,四边形ACPB面积最大即为三角形BCP面积最大,三角形BCP面积等于PQ与B和C横坐标之差乘积的一半,构造为二次函数,利用二次函数性质求出此时P的坐标即可. 【解答】解:(1)由题可知当y=0时,a(x﹣1)(x﹣3)=0, 解得:x1=1,x2=3,即A(1,0),B(3,0), ∴OA=1,OB=3 ∵△OCA∽△OBC, ∴OC:OB=OA:OC, ∴OC2=OA?OB=3, 则OC=
;
(2)∵C是BM的中点,即OC为斜边BM的中线, ∴OC=BC,
∴点C的横坐标为又OC=∴C(
,
,点C在x轴下方, ,﹣
),
设直线BM的解析式为y=kx+b, 把点B(3,0),C(解得:b=﹣∴y=
x﹣
,k=, ,﹣,
x2﹣
x+2
;
)在抛物线上,代入抛物线解析式, ,﹣,
)代入得:
,
又∵点C(解得:a=
∴抛物线解析式为y=(3)点P存在, 设点P坐标为(x,则Q(x,∴PQ=
x﹣
x﹣
x2﹣),
x2﹣
x+2),过点P作PQ⊥x轴交直线BM于点Q,
﹣(x+2)=﹣x2+3x﹣3,
当△BCP面积最大时,四边形ABPC的面积最大, S△BCP=当x=﹣(,﹣
PQ(3﹣x)+=
PQ(x﹣
)=
PQ=﹣
x2+
x﹣
,
时,S△BCP有最大值,四边形ABPC的面积最大,此时点P的坐标为).
【点评】此题属于二次函数综合题,涉及的知识有:二次函数图象与性质,待定系数法确定函数解析式,相似三角形的判定与性质,以及坐标与图形性质,熟练掌握各自的性质是解本题的关键. 【真题热身】
1. (2018山东淄博)(9分)如图,抛物线y=ax2+bx经过△OAB的三个顶点,其中点A(1,
),点B(3,﹣
),O为坐标原点.
(1)求这条抛物线所对应的函数表达式;
(2)若P(4,m),Q(t,n)为该抛物线上的两点,且n<m,求t的取值范围; (3)若C为线段AB上的一个动点,当点A,点B到直线OC的距离之和最大时,求∠BOC的大小及点C的坐标.
【考点】HF:二次函数综合题. 【分析】(1)将已知点坐标代入即可; (2)利用抛物线增减性可解问题;
(3)观察图形,点A,点B到直线OC的距离之和小于等于AB;同时用点A(1,),点B(3,﹣
)求出相关角度.
),点B(3,﹣
)分别代入y=ax2+bx得
【解答】解:(1)把点A(1,
解得
∴y=﹣
(2)由(1)抛物线开口向下,对称轴为直线x=当x>
时,y随x的增大而减小
∴当t>4时,n<m.
(3)如图,设抛物线交x轴于点F
分别过点A、B作AD⊥OC于点D,BE⊥OC于点E
∵AC≥AD,BC≥BE ∴AD+BE≥AC+BE=AB
∴当OC⊥AB时,点A,点B到直线OC的距离之和最大. ∵A(1,
),点B(3,﹣
)
∴∠AOF=60°,∠BOF=30° ∴∠AOB=90° ∴∠ABO=30°
当OC⊥AB时,∠BOC=60° 点C坐标为(
,
).
【点评】本题考查综合考查用待定系数法求二次函数解析式,抛物线的增减性.解答问题时注意线段最值问题的转化方法.
2. (2018山东枣庄)(10分)如图1,已知二次函数y=ax+
2
x+c(a≠0)的图
象与y轴交于点A(0,4),与x轴交于点B、C,点C坐标为(8,0),连接AB、AC.
(1)请直接写出二次函数y=ax2+
x+c的表达式;
(2)判断△ABC的形状,并说明理由;
(3)若点N在x轴上运动,当以点A、N、C为顶点的三角形是等腰三角形时,请写出此时点N的坐标;
(4)如图2,若点N在线段BC上运动(不与点B、C重合),过点N作NM∥AC,交AB于点M,当△AMN面积最大时,求此时点N的坐标.
【分析】(1)根据待定系数法即可求得;
(2)根据抛物线的解析式求得B的坐标,然后根据勾股定理分别求得AB=20,AC2=80,BC10,然后根据勾股定理的逆定理即可证得△ABC是直角三角形. (3)分别以A、C两点为圆心,AC长为半径画弧,与x轴交于三个点,由AC的垂直平分线与x轴交于一个点,即可求得点N的坐标;
(4)设点N的坐标为(n,0),则BN=n+2,过M点作MD⊥x轴于点D,根据三角形相似对应边成比例求得MD=
(n+2),然后根据S△AMN=S△ABN﹣S△BMN