题目如图,已知抛物线
y=−32x2−34x+2与
x轴交于点
A,
B(点
A在点
B的左侧),与
y轴交于点
C,过点
B作直线
BD∥AC交抛物线于点
D.
(1)求点
D的坐标;
(2)点
P是直线
AC上方的抛物线上一点,连接
DP,交
AC于点
E,连接
BE,
BP,求
△BPE面积的最大值及此时点
P的坐标;
(3)将抛物线沿射线
CA方向平移
313单位得到新的抛物线
y\’,点
M是新抛物线
y\’对称轴上一点,点
N为平面直角坐标系内一点,直接写出所有以
A,
C,
M,
N为顶点的四边形为矩形的点
N的坐标,并写出其中一个点
N的坐标的求解过程.

知识点:二次函数综合题章节:第22章 二次函数 / 22.3 实际问题与二次函数
答案与解析
答案
(1)令
y=0,即
y=−32x2−34x+2=0,
解得
x=−3或
x=1,
∴A(−3,0),
B(1,0);
令
x=0,则
y=2,
∴C(0,2),
∴直线
AC的解析式为:
y=32x+2,
∵BD∥AC,
∴直线
BD的解析式为:
y=32x+b,
将点
B(1,0)的坐标代入直线,可得
32+b=0,
∴b=−32,
∴直线
BD的解析式为:
y=32x−32,
令
32x−32=−32x2−34x+2,
解得
x=1(舍)或
x=−4,
∴D(−4,
−310).
(2)如图,过点
P作
PQ∥y轴交
BD于点
Q,设点
P的横坐标为
m,

则
P(m,
−32m2−34m+2),
Q(m,
32m−32),
∴PQ=−32m2−34m+2−(32m−32)=−32m2−2m+38,
∴S△BPD=21⋅(xB−xD)⋅PQ=21×(1+4)⋅(−32m2−2m+38)=−35m2−5m+320.
连接
AD,
∵AC∥BD,
∴S△BDE=S△ABD=21×310×4=320,
∴S△BPE=S△BPD−S△BDE=−35m2−5m=−35(m+23)2+415.
∵−35<0,
∴当
m=−23时,
S△BPE的最大值为:
415,此时
P(−23,
25).
(3)将抛物线沿射线
CA方向平移
313单位即抛物线先左平移
1个单位,再向下平移
32个单位,
∵y=−32x2−34x+2=−32(x+1)2+38,
∴y\’=−32(x+2)2+2,
∴抛物线
y\’的对称轴为
x=−2;
设点
M的纵坐标为
t,则
M(−2,t),
∴AM2=(−2+3)2+(b−0)2=1+b2,
AC2=(0+3)2+(2−0)2=13,
CM2=(−2−0)2+(b−2)2=b2−4b+8,
若以
A,
C,
M,
N为顶点的四边形为矩形,则
△ACM为直角三角形,需要分类讨论:
①点
A为直角顶点,
∴AM2+AC2=CM2,即
1+b2+13=b2−4b+8,
解得
b=−1.5,
由矩形的性质可知,
N(1,0.5).
②点
C为直角顶点,
∴AC2+CM2=AM2,即
13+b2−4b+8=1+b2,
解得
b=5,
∴M(−2,−1.5),
由矩形的性质可知,
N(−5,3).
③点
M为直角顶点,
∴AM2+CM2=AC2,即
1+b2+b2−4b+8=13,
解得
b=1+3或
b=1−3,
∴M(−2,
1+3)或
M(−2,
1−3),
由矩形的性质可知,
N(−1,
1−3)或
N(−1,
1+3).
综上,若以
A,
C,
M,
N为顶点的四边形为矩形时,点
N的坐标为
(1,0.5)或
(−5,3)或
(−1,
1−3)或
(−1,
1+3).
解析
(1)令
y=0,即
y=−32x2−34x+2=0,
解得
x=−3或
x=1,
∴A(−3,0),
B(1,0);
令
x=0,则
y=2,
∴C(0,2),
∴直线
AC的解析式为:
y=32x+2,
∵BD∥AC,
∴直线
BD的解析式为:
y=32x+b,
将点
B(1,0)的坐标代入直线,可得
32+b=0,
∴b=−32,
∴直线
BD的解析式为:
y=32x−32,
令
32x−32=−32x2−34x+2,
解得
x=1(舍)或
x=−4,
∴D(−4,
−310).
(2)如图,过点
P作
PQ∥y轴交
BD于点
Q,设点
P的横坐标为
m,

则
P(m,
−32m2−34m+2),
Q(m,
32m−32),
∴PQ=−32m2−34m+2−(32m−32)=−32m2−2m+38,
∴S△BPD=21⋅(xB−xD)⋅PQ=21×(1+4)⋅(−32m2−2m+38)=−35m2−5m+320.
连接
AD,
∵AC∥BD,
∴S△BDE=S△ABD=21×310×4=320,
∴S△BPE=S△BPD−S△BDE=−35m2−5m=−35(m+23)2+415.
∵−35<0,
∴当
m=−23时,
S△BPE的最大值为:
415,此时
P(−23,
25).
(3)将抛物线沿射线
CA方向平移
313单位即抛物线先左平移
1个单位,再向下平移
32个单位,
∵y=−32x2−34x+2=−32(x+1)2+38,
∴y\’=−32(x+2)2+2,
∴抛物线
y\’的对称轴为
x=−2;
设点
M的纵坐标为
t,则
M(−2,t),
∴AM2=(−2+3)2+(b−0)2=1+b2,
AC2=(0+3)2+(2−0)2=13,
CM2=(−2−0)2+(b−2)2=b2−4b+8,
若以
A,
C,
M,
N为顶点的四边形为矩形,则
△ACM为直角三角形,需要分类讨论:
①点
A为直角顶点,
∴AM2+AC2=CM2,即
1+b2+13=b2−4b+8,
解得
b=−1.5,
由矩形的性质可知,
N(1,0.5).
②点
C为直角顶点,
∴AC2+CM2=AM2,即
13+b2−4b+8=1+b2,
解得
b=5,
∴M(−2,−1.5),
由矩形的性质可知,
N(−5,3).
③点
M为直角顶点,
∴AM2+CM2=AC2,即
1+b2+b2−4b+8=13,
解得
b=1+3或
b=1−3,
∴M(−2,
1+3)或
M(−2,
1−3),
由矩形的性质可知,
N(−1,
1−3)或
N(−1,
1+3).
综上,若以
A,
C,
M,
N为顶点的四边形为矩形时,点
N的坐标为
(1,0.5)或
(−5,3)或
(−1,
1−3)或
(−1,
1+3).