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(2010•兰州)如图1,已知矩形ABCD的顶点A与点O重合,AD、AB分别在x轴、y轴上,且AD=2,AB=3;抛物线y=-x2+bx+c经过坐标原点O和x轴上另一点E(4,0)(1)当x取何值时,该抛物线取最大值?该抛
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(2010•兰州)如图1,已知矩形ABCD的顶点A与点O重合,AD、AB分别在x轴、y轴上,且AD=2,AB=3;抛物线y=-x2+bx+c经过坐标原点O和x轴上另一点E(4,0)
(1)当x取何值时,该抛物线取最大值?该抛物线的最大值是多少?
(2)将矩形ABCD以每秒1个单位长度的速度从图1所示的位置沿x轴的正方向匀速平行移动,同时一动点P也以相同的速度从点A出发向B匀速移动.设它们运动的时间为t秒(0≤t≤3),直线AB与该抛物线的交点为N(如图2所示).
①当t=
时,判断点P是否在直线ME上,并说明理由;
②以P、N、C、D为顶点的多边形面积是否可能为5?若有可能,求出此时N点的坐标;若无可能,请说明理由.
(1)当x取何值时,该抛物线取最大值?该抛物线的最大值是多少?
(2)将矩形ABCD以每秒1个单位长度的速度从图1所示的位置沿x轴的正方向匀速平行移动,同时一动点P也以相同的速度从点A出发向B匀速移动.设它们运动的时间为t秒(0≤t≤3),直线AB与该抛物线的交点为N(如图2所示).
①当t=
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②以P、N、C、D为顶点的多边形面积是否可能为5?若有可能,求出此时N点的坐标;若无可能,请说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)因抛物线y=-x2+bx+c经过坐标原点O(0,0)和点E(4,0),
故可得c=0,b=4,
所以抛物线的解析式为y=-x2+4x(1分),
由y=-x2+4x,y=-(x-2)2+4,
得当x=2时,该抛物线的最大值是4;(2分)
(2)①点P不在直线ME上;
已知M点的坐标为(2,4),E点的坐标为(4,0),
设直线ME的关系式为y=kx+a;
于是得,
,
解得:
,
所以直线ME的关系式为y=-2x+8;(3分)
由已知条件易得,当t=
时,OA=AP=
,P(
,
)(4分)
∵P点的坐标不满足直线ME的关系式y=-2x+8;
∴当t=
时,点P不在直线ME上;(5分)
②以P、N、C、D为顶点的多边形面积可能为5
∵点A在x轴的非负半轴上,且N在抛物线上,
∴OA=AP=t;
∴点P、N的坐标分别为(t,t)、(t,-t2+4t)(6分)
∴AN=-t2+4t(0≤t≤3),
∴AN-AP=(-t2+4t)-t=-t2+3t=t(3-t)≥0,
∴PN=-t2+3t(7分)
(ⅰ)当PN=0,即t=0或t=3时,以点P,N,C,D为顶点的多边形是三角形,此三角形的高为AD,
∴S=
DC•AD=
×3×2=3;
(ⅱ)当PN≠0时,以点P,N,C,D为顶点的多边形是四边形
∵PN∥CD,AD⊥CD,
∴S=
(CD+PN)•AD=
[3+(-t2+3t)]×2=-t2+3t+3(8分)
当-t2+3t+3=5时,解得t=1、2(9分)
而1、2都在0≤t≤3范围内,故以P、N、C、D为顶点的多边形面积为5
综上所述,当t=1、2时,以点P,N,C,D为顶点的多边形面积为5,
当t=1时,此时N点的坐标(1,3)(10分)
当t=2时,此时N点的坐标(2,4).(11分)
说明:(ⅱ)中的关系式,当t=0和t=3时也适合,(故在阅卷时没有(ⅰ),只有(ⅱ)也可以,不扣分)
故可得c=0,b=4,
所以抛物线的解析式为y=-x2+4x(1分),
由y=-x2+4x,y=-(x-2)2+4,
得当x=2时,该抛物线的最大值是4;(2分)
(2)①点P不在直线ME上;
已知M点的坐标为(2,4),E点的坐标为(4,0),
设直线ME的关系式为y=kx+a;
于是得,
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解得:
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所以直线ME的关系式为y=-2x+8;(3分)
由已知条件易得,当t=
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∵P点的坐标不满足直线ME的关系式y=-2x+8;
∴当t=
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②以P、N、C、D为顶点的多边形面积可能为5
∵点A在x轴的非负半轴上,且N在抛物线上,
∴OA=AP=t;
∴点P、N的坐标分别为(t,t)、(t,-t2+4t)(6分)
∴AN=-t2+4t(0≤t≤3),
∴AN-AP=(-t2+4t)-t=-t2+3t=t(3-t)≥0,
∴PN=-t2+3t(7分)
(ⅰ)当PN=0,即t=0或t=3时,以点P,N,C,D为顶点的多边形是三角形,此三角形的高为AD,
∴S=
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(ⅱ)当PN≠0时,以点P,N,C,D为顶点的多边形是四边形
∵PN∥CD,AD⊥CD,
∴S=
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当-t2+3t+3=5时,解得t=1、2(9分)
而1、2都在0≤t≤3范围内,故以P、N、C、D为顶点的多边形面积为5
综上所述,当t=1、2时,以点P,N,C,D为顶点的多边形面积为5,
当t=1时,此时N点的坐标(1,3)(10分)
当t=2时,此时N点的坐标(2,4).(11分)
说明:(ⅱ)中的关系式,当t=0和t=3时也适合,(故在阅卷时没有(ⅰ),只有(ⅱ)也可以,不扣分)
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