已知:抛物线y=ax2+4ax+t与x轴的一个交点为A(﹣1,0)。
(1)求抛物线与x轴的另一个交点B的坐标;
(2)D是抛物线与y轴的交点,C是抛物线上的一点,且以AB为一底的梯形ABCD的面积为9,求此抛物线的解析式;(3)E是第二象限内到x轴、y轴的距离的比为5:2的点,如果点E在(2)中的抛物线上,且它与点A在此抛物线对称轴的同侧,问:在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△APE的周长最小?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由。
解:(1)依题意,抛物线的对称轴为x=﹣2,
∵抛物线与x轴的一个交点为A(﹣1,0),
∴由抛物线的对称性,可得抛物线与x轴的另一个交点B的坐标为(﹣3,0);
(2)∵抛物线y=ax2+4ax+t与x轴的一个交点为A(﹣1,0)
∴a(﹣1)2+4a(﹣1)+t=0
∴t=3a
∴y=ax2+4ax+3a
∴D(0,3a)
∴梯形ABCD中,AB∥CD,且点C在抛物线y=ax2+4ax+3a上,
∵C(﹣4,3a)
∴AB=2,CD=4
∵梯形ABCD的面积为9
∴(AB+CD)·OD=9
∴(2+4)|3a|=(AB+CD)·OD=9
∴a±1
∴所求抛物线的解析式为y=x2+4x+3或y=﹣x2﹣4x﹣3;
(3)设点E坐标为(x0,y0),依题意,x0<0,y0>0,且
∴y0=﹣x0
①设点E在抛物线y=x2+4x+3上,
∴y0=x02+4x0+3
解方程组得,
∵点E与点A在对称轴x=﹣2的同侧
∴点E坐标为(,),
设在抛物线的对称轴x=﹣2上存在一点P,使△APE的周长最小,
∵AE长为定值,
∴要使△APE的周长最小,只须PA+PE最小
∴点A关于对称轴x=﹣2的对称点是B(﹣3,0)
∴由几何知识可知,P是直线BE与对称轴x=﹣2的交点
设过点E、B的直线的解析式为y=mx+n
∴,解得
∴直线BE的解析式为y=x+
∴把x=﹣2代入上式,得y=
∴点P坐标为(﹣2,)
②设点E在抛物线y=﹣x2﹣4x﹣3上
∴y0=﹣x02﹣4x0﹣3,
解方程组消去y0,
得
∴△<0
∴此方程无实数根,
综上,在抛物线的对称轴上存在点P(﹣2,),使△APE的周长最小。