已知抛物线y=ax2+x+4的对称轴是直线x=3,与x轴相交于A,B两点(点B在点A右侧),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式和A,B两点的坐标;
(2)如图1,若点P是抛物线上B、C两点之间的一个动点(不与B、C重合),是否存在点P,使四边形PBOC的面积最大?若存在,求点P的坐标及四边形PBOC面积的最大值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点M是抛物线上任意一点,过点M作y轴的平行线,交直线BC于点N,当MN=3时,求点M的坐标.
已知抛物线y=ax2+x+4的对称轴是直线x=3,与x轴相交于A,B两点(点B在点A右侧),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式和A,B两点的坐标;
(2)如图1,若点P是抛物线上B、C两点之间的一个动点(不与B、C重合),是否存在点P,使四边形PBOC的面积最大?若存在,求点P的坐标及四边形PBOC面积的最大值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点M是抛物线上任意一点,过点M作y轴的平行线,交直线BC于点N,当MN=3时,求点M的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线的对称轴是直线x=3,
∴﹣=3,解得a=﹣
,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+
x+4.
当y=0时,﹣x2+
x+4=0,解得x1=﹣2,x2=8,
∴点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(8,0).
答:抛物线的解析式为:y=﹣x2+
x+4;点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(8,0).
(2)当x=0时,y=﹣x2+
x+4=4,
∴点C的坐标为(0,4).
设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0),将B(8,0),C(0,4)代入y=kx+b得
,解得
,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+4.
假设存在点P,使四边形PBOC的面积最大,
设点P的坐标为(x,﹣x2+
x+4),如图所示,过点P作PD∥y轴,交直线BC于点D,则点D的坐标为(x,﹣
x+4),
则PD=﹣x2+
x+4﹣(﹣
x+4)=﹣
x2+2x,
∴S四边形PBOC=S△BOC+S△PBC
=×8×4+
PD•OB
=16+×8(﹣
x2+2x)
=﹣x2+8x+16
=﹣(x﹣4)2+32
∴当x=4时,四边形PBOC的面积最大,最大值是32
∵0<x<8,
∴存在点P(4,6),使得四边形PBOC的面积最大.
答:存在点P,使四边形PBOC的面积最大;点P的坐标为(4,6),四边形PBOC面积的最大值为32.
(3)设点M的坐标为(m,﹣+
+4)则点N的坐标为(m,﹣
),
∴MN=|﹣+
+4﹣(﹣
)|=|﹣
+2m|,
又∵MN=3,
∴|﹣+2m|=3,
当0<m<8时,﹣+2m﹣3=0,解得m1=2,m2=6,
∴点M的坐标为(2,6)或(6,4);
当m<0或m>8时,﹣+2m+3=0,解得m3=4﹣2
,m4=4+2
,
∴点M的坐标为(4﹣2,
﹣1)或(4+2
,﹣
﹣1).
答:点M的坐标为(2,6)、(6,4)、(4﹣2,
﹣1)或(4+2
,﹣
﹣1).