如图所示,在平面直角坐标系xOy中,正方形OABC的边长为2cm,点A、C分别在y轴的负半轴和x轴的正半轴上,抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B和D.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如果点P由点A出发沿AB边以2cm/s的速度向点B运动,同
时点Q由点B出发沿BC边以1cm/s的速度向点C运动,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动. 设S=PQ2(cm2)
①试求出S与运动时间t之间的函数关系式,并写出t的取值范围;
②当S取时,在抛物线上是否存在点R,使得以P、B、Q、R为顶点的四边形是平行四边形? 如果存在,求出R点的坐标;如果不存在,请说明理由.
(3)在抛物线的对称轴上求点M,使得M到D、A的距离之差最大,求出点M的坐标. 中
解: (1)据题意知: A(0, -2), B(2, -2) ,D(4,—),
则 解得
∴抛物线的解析式为: …… 3分(三个系数中,每对1个得1分)
(2) ①由图象知: PB=2-2t, BQ= t, ∴S=PQ2=PB2+BQ2=(2-2t)2 + t2 ,
即 S=5t2-8t+4 (0≤t≤1) …… 2分(解析式和t取值范围各1分)
②假设存在点R, 可构成以P、B、R、Q为顶点的平行四边形.
∵S=5t2-8t+4 (0≤t≤1), ∴当S=时, 5t2-8t+4=
,得 20t2-32t+11=0,
解得 t = ,t =
(不合题意,舍去) …… 2分
此时点 P的坐标为(1,-2),Q点的坐标为(2,—)
若R点存在,分情况讨论:
【A】假设R在BQ的右边, 这时QRPB, 则,R的横坐标为3, R的纵坐标为—
即R (3, -),代入
, 左右两边相等,
∴这时存在R(3, -)满足题意. …… 1分
【B】假设R在BQ的左边, 这时PRQB, 则:R的横坐标为1, 纵坐标为-
即(1, -
) 代入
, 左右两边不相等, R不在抛物线上. …… 1分
【C】假设R在PB的下方, 这时PRQB, 则:R(1,—
)代入,
左右不相等, ∴R不在抛物线上. …… 1分
综上所述, 存点一点R(3, -)满足题意.
(3)∵A关于抛物线的对称轴的对称点为B,过B、D的直线与抛物线的对称轴的交点为所求M,M的坐标为(1,—)…… 2分
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