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(2014•莱芜)如图,过A(1,0)、B(3,0)作x轴的垂线,分别交直线y=4-x于C、D两点.抛物线y=ax2+b

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/01 17:46:28
(2014•莱芜)如图,过A(1,0)、B(3,0)作x轴的垂线,分别交直线y=4-x于C、D两点.抛物线y=ax2+bx+c经过O、C、D三点.
(1)求抛物线的表达式;
(2)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;
(3)若△AOC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△AOC与△OBD重叠部分的面积记为S,试求S的最大值.
(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.


a+b=3
9a+3b=1,
解得

a=−
4
3
b=
13
3,
∴抛物线的表达式为:y=-
4
3x2+
13
3x.

(2)存在.
设直线OD解析式为y=kx,将D(3,1)代入,
求得k=
1
3,
∴直线OD解析式为y=
1
3x.
设点M的横坐标为x,则M(x,
1
3x),N(x,-
4
3x2+
13
3x),
∴MN=|yM-yN|=|
1
3x-(-
4
3x2+
13
3x)|=|
4
3x2-4x|.
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.
∴|
4
3x2-4x|=3.

4
3x2-4x=3,整理得:4x2-12x-9=0,
解得:x=
3+3
2
2或x=
3−3
2
2;

4
3x2-4x=-3,整理得:4x2-12x+9=0,
解得:x=
3
2.
∴存在满足条件的点M,点M的横坐标为:
3
2或
3+3
2
2或
3−3
2
2.

(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=
1
3x.
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,
1
3+
1
3t),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(
4
3t,0).
联立y=3x-4t与y=
1
3x,解得x=
3
2t,
∴P(
3
2t,
1
2t).
过点P作PG⊥x轴于点G,则PG=
1
2t.
∴S=S△OFQ-S△OEP=
1
2OF•FQ-
1
2OE•PG
=
1
2(1+t)(
1
3+
1
3t)-
1
2•
4
3t•
1
2t
=-
1
6(t-1)2+
1
3
当t=1时,S有最大值为
1
3.
∴S的最大值为
1
3.