问题 解答题
已知:抛物线y=-
3
x2-2
3
(a-1)x-
3
(a2-2a)与x轴交于点A(x1,0)、B(x2,0),且x1<1<x2
(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.
答案

(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-

3
x2-2
3
(a-1)x-
3
(a2-2a)=0的解;

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
,(3分)

∴△ABC的面积等于

3
;(4分)

(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=-

3
x2+2
3
x;(6分)

解法一:此时顶点C的坐标为C(1,

3
)如图,作CD⊥AB于D,连接CQ,

则AD=1,CD=

3
,tan∠BAC=
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=

1
2
PC;(7分)

∵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=

3
,AC=2,

3
2
≤PQ<1;(8分)

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=

3
x
2

BN1=BN•cos∠NBP=

2-x
2

NN1=BN•sin∠NBP=

2
3
-
3
x
2

∴AN1=AB-BN1=2-

2-x
2
=
2+x
2

∴M、N两点的坐标分)别为M(

x
2
3
x
2
),N(
2+x
2
2
3
-
3
x
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-
x+1
2
)
2
+(
3
2
)
2
=
1
2
(x-1)2+3
(7分)

∵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,

3
2
≤PQ<1.(8分)

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