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如圖,平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2+bx+2與x軸分別交于點(diǎn)A(﹣1,0)、B(3,0),與y軸交于點(diǎn)C,連結(jié)BC.點(diǎn)P是BC上方拋物線上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線,交BC于點(diǎn)N,分別過(guò)P、N兩點(diǎn)作x軸的平行線,交拋物線的對(duì)稱軸于點(diǎn)Q、M,設(shè)P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為m.

(1)求拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式.

(2)當(dāng)點(diǎn)P在拋物線對(duì)稱軸左側(cè)時(shí),求四邊形PQMN周長(zhǎng)的最大值.

(3)當(dāng)四邊形PQMN為正方形時(shí),求m的值.


【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題.

【分析】(1)設(shè)交點(diǎn)式y(tǒng)=a(x+1)(x﹣3),然后把C點(diǎn)坐標(biāo)代入求出a即可得到拋物線的解析式;

(2)先利用對(duì)稱軸確定拋物線的對(duì)稱軸方程,再利用待定系數(shù)法求出直線BC的解析式,接著利用m表示出PN和PQ,從而得到四邊形PQMN周長(zhǎng)與m的二次函數(shù)關(guān)系,然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)求四邊形PQMN周長(zhǎng)的最大值;

(3)分類討論:當(dāng)0<m<1時(shí),利用PQ=PN得到﹣m2+2m=1﹣m;當(dāng)1<m<3時(shí),利用PQ=PN得到﹣m2+2m=m﹣1,然后分別解一元二次方程得到滿足條件的m的值.

【解答】解:(1)當(dāng)x=0時(shí),y=ax2+bx+2=2,則C(0,2),

設(shè)拋物線解析式為y=a(x+1)(x﹣3),

把C(0,2)代入得a•1•(﹣3)=2,解得a=﹣

所以拋物線的解析式為y=﹣(x+1)(x﹣3),即y=﹣x2+x+2;

(2)∵拋物線與x軸分別交于點(diǎn)A(﹣1,0)、B(3,0),

∴拋物線的對(duì)稱軸為直線x=1,

設(shè)直線BC的解析式為y=px+q,

把C(0,2),B(3,0)代入得,解得

所以直線BC的解析式為y=﹣x2+2,

設(shè)P(m,﹣ m2+m+2),則N(m,﹣ m+2),

∴PN=﹣m2+m+2﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m,

而PQ=1﹣m,

∴四邊形PQMN周長(zhǎng)=2(﹣m2+2m+1﹣m)=﹣m2+2m+2=﹣(m﹣2+(0<m<1),

∴當(dāng)m=時(shí),四邊形PQMN周長(zhǎng)有最大值,最大值為

(3)當(dāng)0<m<1時(shí),PQ=1﹣m,

若PQ=PN時(shí),四邊形PQMN為正方形,即﹣m2+2m=1﹣m,

整理得2m2﹣9m+3=0,解得m1=(舍去),m2=

當(dāng)1<m<3時(shí),PQ=m﹣1,

若PQ=PN時(shí),四邊形PQMN為正方形,即﹣m2+2m=m﹣1,

整理得2m2﹣3m﹣3=0,解得m1=(舍去),m2=

綜上所述,當(dāng)m=或m=時(shí),四邊形PQMN為正方形.

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了二次函數(shù)的綜合題:熟練掌握二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、二次函數(shù)的性質(zhì)和正方形的性質(zhì);會(huì)利用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式;理解坐標(biāo)與圖形性質(zhì);會(huì)解一元二次方程.

 


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