已知:抛物线y=-
(1)求A、B两点的坐标(用a表示); (2)设抛物线的顶点为C,求△ABC的面积; (3)若a是整数,P为线段AB上的一个动点(P点与A、B两点不重合),在x轴上方作等边△APM和等边△BPN,记线段MN的中点为Q,求抛物线的解析式及线段PQ的长的取值范围. |
(1)∵拋物线与x轴交于点A(x1,0)、B(x2,0),
∴x1、x2是关于x的方程-
x2-23
(a-1)x-3
(a2-2a)=0的解;3
方程可化简为x2+2(a-1)x+(a2-2a)=0;
解方程,得x=-a或x=-a+2;
∵x1<x2,-a<-a+2,(1分)
∴x1=-a,x2=-a+2
∴A、B两点的坐标分别为A(-a,0),B(-a+2,0)(2分)
(2)∵AB=2,顶点C的纵坐标为
,(3分)3
∴△ABC的面积等于
;(4分)3
(3)∵x1<1<x2,
∴-a<1<-a+2
∴-1<a<1;(5分)
∵a是整数,
∴a=0,
即所求拋物线的解析式为y=-
x2+23
x;(6分)3
解法一:此时顶点C的坐标为C(1,
)如图,作CD⊥AB于D,连接CQ,3
则AD=1,CD=
,tan∠BAC=3
,3
∴∠BAC=60°
由拋物线的对称性可知△ABC是等边三角形;
由△APM和△BPN是等边三角形,线段MN的中点为Q可得,
点M、N分别在AC和BC边上,四边形PMCN的平行四边形,
C、Q、P三点共线,且PQ=
PC;(7分)1 2
∵点P线段AB上运动的过程中,P与A、B两点不重合,
DC≤PC<AC,DC=
,AC=2,3
∴
≤PQ<1;(8分)3 2
解法二:设点P的坐标为P(x,0)(0<x<2)如图,作MM1⊥AB于M1,NN1⊥AB于N1
∵△APM和△BPN是等边三角形,且都在x轴上方,
∴AM=AP=x,BN=BP=2-x,∠MAP=60°,∠NBP=60°
∴AM1=AM•cos∠MAB=
,x 2
MM1=AM•sin∠MAB=
,
x3 2
BN1=BN•cos∠NBP=
,2-x 2
NN1=BN•sin∠NBP=2
-3
x3 2
∴AN1=AB-BN1=2-
=2-x 2 2+x 2
∴M、N两点的坐标分)别为M(
,x 2
),N(
x3 2
,2+x 2
)2
-3
x3 2
可得线段MN的中点Q的坐标为Q(
,x+1 2
)3 2
由勾股定理得PQ=
=(x-
)2+(x+1 2
)23 2 1 2
(7分)(x-1)2+3
∵点P在线段AB上运动的过程中,P与A、B两点不重合,0<x<2,
∴3≤(x-1)2+3<4,
∴
≤PQ<1.(8分)3 2