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(12分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为(2,9),与y轴交于点A(0,5),与x轴交于点E,B.
(1)求二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(2)过点A作AC平行于x轴,交抛物线于点C,点P为抛物线上的一点(点P在AC上方),作PD平行于y轴交AB于点D,当点P在何位置时,四边形APCD的面积最大?并求出最大面积;
(3)若点M在抛物线上,点N在其对称轴上,使得以A,E,N,M为顶点的四边形是平行四边形,且AE为其一边,求点M,N的坐标.
参考答案:见解析
解析:
解:(1)设抛物线解析式为y=a(x-2)2+9,(1分)∵抛物线与y轴交于点A(0,5),∴4a+9=5,∴a=-1,∴y=-(x-2)2+9=-x2+4x+5;(3分)
(2)当y=0时,-x2+4x+5=0,∴x1=-1,x2=5,∴E(-1,0),B(5,0).(4分)设直线AB的解析式为y=mx+n,∵A(0,5),B(5,0),∴m=-1,n=5,∴直线AB的解析式为y=-x+5.设P(x,-x2+4x+5),∴D(x,-x+5),∴PD=-x2+4x+5+x-5=-x2+5x.(5分)∵AC∥x轴,∴点A,C关于对称轴对称,AC=4.∵AC⊥PD,∴S四边形APCD=×AC×PD=2(-x2+5x)=-2x2+10x,
∴当时,即点P的坐标为
时,S四边形APCD最大=
;(7分)
(3)如图,过M作MH垂直于对称轴,垂足为H.∵MN∥AE,MN=AE,∴△HMN≌△OEA,∴HM=OE=1,∴M点的横坐标为3或1.当横坐标1时,M点纵坐标为8,当横坐标为3时,M点纵坐标为8,∴M点的坐标为M1(1,8)或M2(3,8).(9分)∵A(0,5),E(-1,0),∴直线AE的解析式为y=5x+5.∵MN∥AE,∴MN的解析式为y=5x+b.∵点N在抛物线对称轴x=2上,∴N(2,10+b).∵AE2=OA2+OE2=26=MN2,∴MN2=(2-1)2+[8-(10+b)]2=1+(b+2)2.∵M点的坐标为M1(1,8)或M2(3,8),∴点M1,M2关于抛物线对称轴x=2对称.∵点N在抛物线对称轴上,∴M1N=M2N.∴1+(b+2)2=26,∴b=3或b=-7,∴10+b=13或10+b=3.∴当M点的坐标为(1,8)时,N点坐标为(2,13),当M点的坐标为(3,8)时,N点坐标为(2,3).(12分)