Question

【題目】在平面直角坐標(biāo)系中，拋物線y＝ax2+bx+與x軸分別交于點(diǎn)A（﹣1，0），B（3，0），點(diǎn)C是頂點(diǎn)．

（1）求拋物線的解析式；

（2）如圖1，線段DE是射線AC上的一條動(dòng)線段（點(diǎn)D在點(diǎn)E的下方），且DE＝2，點(diǎn)D從點(diǎn)A出發(fā)沿著射線AC的方向以每秒2個(gè)單位長(zhǎng)度的速度運(yùn)動(dòng)，以DE為一邊在AC上方作等腰Rt△DEF，其中∠EDF＝90°，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒．

①點(diǎn)D的坐標(biāo)是　 　（用含t的代數(shù)式表示）；

②當(dāng)直線BC與△DEF有交點(diǎn)時(shí)，請(qǐng)求出t的取值范圍；

（3）如圖2，點(diǎn)P是△ABC內(nèi)一動(dòng)點(diǎn)，BP＝，點(diǎn)M，N分別是AB，BC邊上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)，當(dāng)△PMN的周長(zhǎng)最小時(shí)，請(qǐng)直接寫出四邊形PNBM面積的最大值．

Answer 1

【答案】（1）y＝﹣x2+x+；（2）①（t﹣1， t）；②1≤t≤﹣；（3）．

【解析】

（1）直接利用待定系數(shù)法，建立方程組求解即可得出結(jié)論；

（2）先判斷出△ABC是等邊三角形，

①利用三角函數(shù)表示出AQ，DQ，即可得出結(jié)論；

②先表示出點(diǎn)E，F的坐標(biāo)，再求出直線BC的解析式，點(diǎn)E，F代入直線BC的解析式中，即可求出分界點(diǎn)，即可得出結(jié)論；

（3）先判斷出△BEF是要為BP，頂角為120°的等腰三角形，進(jìn)而求出△BEF的面積，再判斷出四邊形PNBM的面積最大，得出△BMN的面積最小，此時(shí)，BP⊥EF，即可得出結(jié)論．

（1）∵拋物線y＝ax2+bx+與x軸分別交于點(diǎn)A（﹣1，0），B（3，0），

∴，

∴，

∴拋物線的解析式為y＝﹣x2+x+；

（2）如圖1，

由（1）知，拋物線的解析式為y＝﹣x2+x+＝﹣（x﹣1）2+2，

∴點(diǎn)C（1，2），

∵A（﹣1，0），

∵A（﹣1，0），B（3，0），

∴AB＝4，AC＝＝4，BC＝＝4，

∴AB＝AC＝BC，

∴△ABC是等邊三角形，

∴∠BAC＝60°，

①過(guò)點(diǎn)D作DQ⊥AB于Q，

由運(yùn)動(dòng)知，AD＝2t，

∴AQ＝t，

∴DQ＝t，

∴D（t﹣1， t），

故答案為：（t﹣1， t）；

②過(guò)點(diǎn)F作AB的垂線，交過(guò)點(diǎn)D平行于AB的直線于G，

∴∠FDG＝60°，

∵∠ADF＝90°，

∴∠FDG＝30°，

∴FG＝DF＝DE＝1，DG＝，

∴F（t﹣1﹣1， t+1），E（t﹣1+1， t+），

即F（t﹣2， t+1），E（t， t+），

∵點(diǎn)B（3，0），C（1，2），

∴直線BC的解析式為y＝﹣x+3，

當(dāng)點(diǎn)E在直線BC上時(shí)，﹣t+3＝t+，

∴t＝1，

當(dāng)點(diǎn)F在直線BC上時(shí)，﹣（t﹣2）+3＝t+1，

∴t＝﹣，

即當(dāng)直線BC與△DEF有交點(diǎn)時(shí)，t的取值范圍為1≤t≤﹣；

（3）如圖2，

作點(diǎn)P關(guān)于AB的對(duì)稱點(diǎn)F，作點(diǎn)P關(guān)于BC的對(duì)稱點(diǎn)E，連接EF，交AB于M，交BC于N，連接PM，PN，

則△PMN的周長(zhǎng)最小為PM+PN+MN＝FM+EN+MN＝EF，

由對(duì)稱性知，BE＝BF＝BP＝，∠EBN＝∠PBN，∠FBM＝∠PBM，

∴∠EBN＝∠EBN+∠PBN+∠FBM+∠PBM＝2（∠PBN+∠PBM）＝2∠ABC＝120°，

∴∠BFE＝30°，

過(guò)點(diǎn)B作BH⊥EF于H，則EF＝2FH，

在Rt△BHM中，BH＝BF＝，FH＝，

∴EF＝2FH＝，

∴S△BEF＝EFBH＝，

∵S四邊形PNBM＝（S△BEF+S△PMN）＝（+S△PMN），

要使四邊形PNBM的面積最大，則△PMN的面積最大，即△BMN的的面積最小，

只有BP⊥EF時(shí)，△BMN的面積最小，此時(shí)，MN＝2×＝，PH＝BP﹣BH＝﹣＝，

∴S△PMN最大＝MNPH＝，

即S四邊形PNBM最大＝（S△BEF+S△PMN）＝（+）＝，

∴當(dāng)△PMN的周長(zhǎng)最小時(shí)，四邊形PNBM面積的最大值為．