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(1)求m的值及该抛物线的函数关系式;

(2)将直角梯形ABCD以每秒1个单位长度的速度从图12.1所示的位置沿x轴的正方向匀速平行移动,同时一动点P也以相同的速度从点A出发向点B匀速移动,设它们运动的时间为t秒(0≤t≤3),直线AB与该抛物线的交点为N(如图12.2所示).

① 当t为何值时,△PNC是以PN为底边的等腰三角形 ;

② 设以PNCD为顶点的多边形面积为S,试问S是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

答案

(1)由已知,根据抛物线的轴对称性,得m=2,

        ∴ 顶点M的坐标为(2,4),                        ………………(1分)

故可设其关系式为y=a(x-2)2+4.

又抛物线经过O(0,0),于是得a(0-2)2+4=0,解得 a=-1.  ………(3分)

∴ 所求函数关系式为y=-(x-2)2+4,即y=-x2+4x.            ………(4分)

(2)① ∵ 点Ax轴的正半轴上,且N在抛物线上,CBPN,

OA=AP=t

∴ 点PBN的坐标分别为(t,t),(t,3),(t, -t2+4t).

BP=3-tAN= -t2+4t(0≤t≤3).

PN=AN-AP=(-t2+4t)-t=-t2+3t=t(3-t)≥0.                ………(6分)

要使得△PNC是以PN为底边的等腰三角形,

只需PN=2BP,即-t2+3t=2(3-t),

整理,得t2-5t+6=0,解得 t1=2,t2=3.

t=3时,PN两点重合,不符合题意,舍去.

        ∴ 当t=2时,△PNC是以PN为底边的等腰三角形.         ………(8分)

S存在最大值.                                         ………(9分)

(ⅰ)当PN=0,即t=0或t=3时,以点PNCD为顶点的多边形是三角形.

          若t=0,则S=AD·AB=·3·2=3.

t=3,则S=BC·AB=·1·3=.

(ⅱ)当PN≠0,即0<t<3时,以点PNCD为顶点的多边形是四边形.

连结PDCN,则

S=S四边形ANCD-SADP= S梯形ABCD+SBCN -SADP

        =(BC+ADAB+BN·BC-AP·AD

=(1+2)·3+(-t2+4t- 3)·1-t·2

=-t2+t+ 3=-(t-1)2+.

由-<0,0<t<3,当t=1时,S最大=.

综上所述,当t=1时,以点PNCD为顶点的多边形面积有最大值,

这个最大值为.                                 ………………(13分)

 

解析:略

 

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