在平面直角坐标系中,抛物线 ( b 是常数)经过点
.点 A 在抛物线上,且点 A 的横坐标为 m (
).以点 A 为中心,构造正方形
,
,且
轴.
(1) 求该抛物线对应的函数表达式:
(2) 若点 B 是抛物线上一点,且在抛物线对称轴左侧.过点 B 作 x 轴的平行线交抛物线于另一点 C ,连接 .当
时,求点 B 的坐标;
(3) 若 ,当抛物线在正方形内部的点的纵坐标 y 随 x 的增大而增大时,或者 y 随 x 的增大而减小时,求 m 的取值范围;
(4) 当抛物线与正方形 的边只有 2 个交点,且 交点 的纵坐标之差为
时,直接写出 m 的值.
(1)
(2)
(3) 或
(4) 或
或
.
【分析】( 1 )将点 代入
,待定系数法求解析式即可求解;
( 2 )设 ,根据对称性可得
,根据
,即可求解;
( 3 )根据题意分两种情况讨论,分别求得当正方形 点
在
轴上时,此时
与
点重合,当
经过抛物线的对称轴
时,进而观察图像即可求解;
( 4 )根据题意分三种情况讨论,根据正方形的性质以及点的坐标位置,即可求解.
( 1 )
解: ∵ 抛物线 ( b 是常数)经过点
∴
解得
( 2 )
如图,
由
则对称轴为直线 ,
设 ,则
解得
( 3 )
点 A 在抛物线上,且点 A 的横坐标为 m (
).以点 A 为中心,构造正方形
,
,且
轴
,且
在
轴上,如图,
① 当抛物线在正方形内部的点的纵坐标 y 随 x 的增大而增大时,如图,当正方形 点
在
轴上时,此时
与
点重合,
的解析式为
,将
代入
即
解得
观察图形可知,当 时,抛物线在正方形内部的点的纵坐标 y 随 x 的增大而增大;
② 当抛物线在正方形内部的点的纵坐标 y 随 x 的增大而减小时,当 经过抛物线的对称轴
时,
解得 ,
观察图形可知,当 时,抛物线在正方形内部的点的纵坐标 y 随 x 的增大而增大;
综上所述, m 的取值范围为 或
( 4 )
① 如图,设正方形与抛物线的交点分别为 ,当
时,则
是正方形
的中心,
即
② 如图,当 点在抛物线对称轴左侧,
轴右侧时,
交点的纵坐标之差为
,
的纵坐标为
的横坐标为
在抛物线
上,
解得
③ 当 在抛物线对称轴的右侧时,正方形与抛物线的交点分别为
,
,设直线
交
轴于点
,如图,
则
即
设直线 解析式为
则
解得
直线
解析式为
联立
解得 (舍去)
即 的横坐标为
,即
,
综上所述, 或
或
.
【点睛】本题考查了二次函数的综合问题,二次函数的对称性,正方形的性质,掌握二次函数图像的性质是解题的关键.
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