如图,已知抛物线y=ax 2 +bx+c经过点A(-1,0)、B(3,0)和C(0,-3),线段BC与抛物线的对称轴相交

如图,已知抛物线y=ax 2 +bx+c经过点A(-1,0)、B(3,0)和C(0,-3),线段BC与抛物线的对称轴相交于点P.M、N分别是线段OC和x轴上的动点,运动时保持∠MPN=90°不变.连结MN,设MC=m.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)用含m的代数式表示△PMN的面积S,并求S的最大值;
(3)以PM、PN为一组邻边作矩形PMDN,当此矩形全部落在抛物线与x轴围成的封闭区域内(含边界)时,求m的取值范围.
zhangHANXIN 1年前 已收到1个回答 举报

大唐李氏 幼苗

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(1)∵抛物线y=ax 2 +bx+c经过点A(-1,0)、B(3,0)和C(0,-3),


a-b+c=0
9a+3b+c=0
c=-3 ,
解得:

a=1
b=-2
c=-3 ,
∴抛物线的解析式是y=x 2 -2x-3;

(2)作PE⊥y轴于点E,设抛物线的对称轴与x轴相交于点F,
易得抛物线的对称轴为直线x=1,直线BC的解析式为y=x-3,
∴P(1,-2),
∴E(0,-2),ME=|m-1|,
∴ PM=
P E 2 +M E 2 =
m 2 -2m+2 ,
∵∠MPN=90°,∠EPF=90°,
∴∠MPE=∠NPF,
又∵∠PEM=∠PFN=90°,
∴△MPE ∽ △NPF,

PN
PM =
PF
PE ,
∴PN=2PM,
∴ S=
1
2 PM•PN= m 2 -2m+2 ,
∵0≤m≤3,
∴当m=3时,S有最大值,最大值是5;

(3)①当点D在x轴上时,点D、M显然分别与点O、E重合,
此时,m=1;
②当点D在抛物线上时(如图2),作DG⊥x轴于点G,
∠MPE+∠NPE=90°,∠NPE+∠NPF=90°,
∴∠MPE=∠NPF,
又∵∠DNG+∠PNF=90°,∠NPF+∠PNF=90°,
∴∠DNG=∠NPF,
∴∠MPE=∠DNG,
在△MPE和△DNG中,


∠MPE=∠DNG
∠MEP=∠DGN
MP=DN ,
∴△MPE≌△DNG(AAS),
∴DG=ME=1-m,NG=PE=1,
由(2)得:
NF
ME =
PF
PE ,故NF=2ME=2-2m,
∴OG=1-ON=NF=2-2m,
∴D(2m-2,m-1),
代入抛物线解析式得:m-1=(2m-2) 2 -2(2m-2)-3,
整理得:4m 2 -13m+6=0,
解得: m 1 =
13-
73
8 , m 2 =
13+
73
8 (不合题意,舍去),
∴ m=
13-
73
8 时,点D恰好在抛物线上,
∴当
13-
73
8 ≤m≤1 时,此矩形全部落在抛物线与x轴围成的封闭区域内.

1年前

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