∴B(3,-3).
∵点A(23,0)关于原点O的对称点为A′, ∴A′( -23,0). ∵C为A′B的中点,∴C(-3∴CD=. 2
∵CD⊥x轴,PE⊥x轴,∴CD∥PE,
∴要使以点C,D,P,E为顶点的四边形是平行四边形.只需PE=CD, 323±62
即-m+23m=,解得m=,
22
23+6323-63
∴点P的坐标为(,)或(,).
2222
2.(2018·南充)如图,抛物线顶点P(1,4),与y轴交于点C(0,3),与x轴交于点A,B. (1)求抛物线的解析式.
(2)Q是抛物线上除点P外一点,△BCQ与△BCP的面积相等,求点Q的坐标.
(3)若M,N为抛物线上两个动点,分别过点M,N作直线BC的垂线段,垂足分别为D,E.是否存在点M,N使四边形MNED为正方形?如果存在,求正方形MNED的边长;如果不存在,请说明理由.
第2题图
解:(1)设y=a(x-1)+4(a≠0), 把C(0,3)代入抛物线解析式,得a+4=3, 解得a=-1,
则抛物线的解析式为y=-(x-1)+4=-x+2x+3. (2)由B(3,0),C(0,3), 得直线BC的解析式为y=-x+3. ∵S△PBC=S△QBC,∴PQ∥BC.
①过P作PQ1∥BC,交抛物线于点Q1,如答图1所示.
2
2
2
33
,-), 22
∵P(1,4),
∴直线PQ1的解析式为y=-x+5,
??y=-x+5,联立得?2
?y=-x+2x+3,?
??x=1,
解得?
?y=4,?
??x=2,
或?
?y=3,?
即Q1(2,3).
②设G(1,2),∴PG=GH=2,点G在直线BC上.
过H作直线Q2Q3∥BC,交x轴于点H,则直线Q2Q3的解析式为y=-x+1,
??y=-x+1,
联立得?2
?y=-x+2x+3,?
3+17?x=,?2解得?
-1-17y=,??2
3-17
?x=,?2或?
-1+17y=,??2
3-17-1+173+17-1-17
∴Q2(,),Q3(,).
2222
3-17-1+173+17-1-17
综上,点Q的坐标为(2,3)或(,)或(,).
2222(3)存在点M,N使四边形MNED为正方形.
如答图2所示,过M作MF∥y轴于点F,过N作NF∥x轴于点F,过N作NH∥y轴交BC于点H,则△MNF与△NEH都为等腰直角三角形.设M(x1,y1),N(x2,y2),设直线MN的解析式为y=-x+b,联
??y=-x+b,
立得?2
?y=-x+2x+3,?
2
消去y,得x-3x+b-3=0,
∴NF=|x1-x2|=(x1+x2)-4x1x2=21-4b. ∵△MNF为等腰直角三角形, ∴MN=2NF=42-8b.
12222∵NH=(b-3),∴NE=(b-3).
2若四边形MNED为正方形,则有NE=MN,
2
2
2
2
2
2
2
12
∴(b-6b+9)=42-8b, 2整理得b+10b-75=0, 解得b=-15或b=5.
∵正方形边长为MN=42-8b, ∴MN=92或2.
第2题答图
类型5 探究面积数量关系及最值问题
1.(2017·桂林)已知抛物线y1=ax+bx-4(a≠0)与x轴交于点A(-1,0)和点B(4,0). (1)求抛物线y1的函数解析式;
(2)如图1,将抛物线y1沿x轴翻折得到抛物线y2,抛物线y2与y轴交于点C,点D是线段BC上的一个动点,过点D作DE∥y轴交抛物线y1于点E,求线段DE的长度的最大值;
(3)在(2)的条件下,当线段DE处于长度最大值位置时,作线段BC的垂直平分线交DE于点F,垂足为H,点P是抛物线y2上一动点,⊙P与直线BC相切,且S⊙P∶S△DFH=2π,求满足条件的所有点P的坐标.
第1题图
解:(1)将点A(-1,0)和点B(4,0)分别代入y1=ax+bx-4,得a=1,b=-3, ∴抛物线y1的函数解析式为y1=x-3x-4. (2)由对称性可知抛物线y2的函数解析式为
2
2
2
2
y2=-x2+3x+4,则C(0,4).
设直线BC的解析式为y=kx+q, 把B(4,0),C(0,4)分别代入,
?4k+q=0,得?
?q=4,
解得?
?k=-1,???q=4,
∴直线BC的解析式为y=-x+4. 设D(m,-m+4),E(m,m-3m-4), 其中0≤m≤4,
∴DE=-m+4-(m-3m-4)=-(m-1)+9. ∵0≤m≤4,∴当m=1时,DEmax=9, 此时,D(1,3),E(1,-6).
(3)由题意可知△BOC是等腰直角三角形, ∴线段BC的垂直平分线为y=x. 由(2)知直线DE的解析式为x=1, ∴F(1,1). ∵H是BC的中点,
∴H(2,2),∴DH=2,FH=2, ∴S△DFH=1.设⊙P的半径为r, ∵S⊙P∶S△DFH=2π, ∴r=2.
∵⊙P与直线BC相切,
∴点P在与直线BC平行且距离为2的直线上, ∴点P在直线y=-x+2或直线y=-x+6上. ∵点P在抛物线y2=-x+3x+4上, ∴-x+2=-x+3x+4, 解得x1=2+6,x2=2-6, -x+6=-x+3x+4, 解得x3=2+2,x4=2-2,
∴符合条件的点P坐标有4个,分别是(2+6,-6),(2-6,6),(2+2,4-2),(2
2
2
2
2
2
2