Question

（2012•衢州）如圖，把兩個(gè)全等的Rt△AOB和Rt△COD分別置于平面直角坐標(biāo)系中，使直角邊OB、OD在x軸上．已知點(diǎn)A（1，2），過(guò)A、C兩點(diǎn)的直線(xiàn)分別交x軸、y軸于點(diǎn)E、F．拋物線(xiàn)y=ax²+bx+c經(jīng)過(guò)O、A、C三點(diǎn)．
（1）求該拋物線(xiàn)的函數(shù)解析式；
（2）點(diǎn)P為線(xiàn)段OC上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線(xiàn)交拋物線(xiàn)于點(diǎn)M，交x軸于點(diǎn)N，問(wèn)是否存在這樣的點(diǎn)P，使得四邊形ABPM為等腰梯形？若存在，求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．
（3）若△AOB沿AC方向平移（點(diǎn)A始終在線(xiàn)段AC上，且不與點(diǎn)C重合），△AOB在平移過(guò)程中與△COD重疊部分面積記為S．試探究S是否存在最大值？若存在，求出這個(gè)最大值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（1）拋物線(xiàn)y=ax²+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)O、A、C，利用待定系數(shù)法求拋物線(xiàn)的解析式；
（2）根據(jù)等腰梯形的性質(zhì)，確定相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)以及線(xiàn)段長(zhǎng)度的數(shù)量關(guān)系，得到一元二次方程，求出t的值，從而可解．結(jié)論：存在點(diǎn)P（

2

3

，

1

3

），使得四邊形ABPM為等腰梯形；
（3）本問(wèn)關(guān)鍵是求得重疊部分面積S的表達(dá)式，然后利用二次函數(shù)的極值求得S的最大值．解答中提供了三種求解面積S表達(dá)式的方法，殊途同歸，可仔細(xì)體味．

解答：解：（1）∵拋物線(xiàn)y=ax²+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)O、A、C，
可得c=0，∴

a+b=2 4a+2b=1

，
解得a=-

3

2

，b=

7

2

，
∴拋物線(xiàn)解析式為y=-

3

2

x²+

7

2

x．

（2）設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為t，∵PN∥CD，∴△OPN∽△OCD，可得PN=

t

2

∴P（t，

t

2

），∵點(diǎn)M在拋物線(xiàn)上，∴M（t，-

3

2

t²+

7

2

t）．
如解答圖1，過(guò)M點(diǎn)作MG⊥AB于G，過(guò)P點(diǎn)作PH⊥AB于H，
AG=y_A-y_M=2-（-

3

2

t²+

7

2

t）=

3

2

t²-

7

2

t+2，BH=PN=

t

2

．
當(dāng)AG=BH時(shí)，四邊形ABPM為等腰梯形，
∴

3

2

t²-

7

2

t+2=

t

2

，
化簡(jiǎn)得3t²-8t+4=0，解得t₁=2（不合題意，舍去），t₂=

2

3

，
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為（

2

3

，

1

3

）
∴存在點(diǎn)P（

2

3

，

1

3

），使得四邊形ABPM為等腰梯形．

（3）如解答圖2，△AOB沿AC方向平移至△A′O′B′，A′B′交x軸于T，交OC于Q，A′O′交x軸于K，交OC于R．
求得過(guò)A、C的直線(xiàn)為y_AC=-x+3，可設(shè)點(diǎn)A′的橫坐標(biāo)為a，則點(diǎn)A′（a，-a+3），
易知△OQT∽△OCD，可得QT=

a

2

，
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為（a，

a

2

）．

解法一：
設(shè)AB與OC相交于點(diǎn)J，
∵△A′RQ∽△AOJ，相似三角形對(duì)應(yīng)高的比等于相似比，∴

HT

OB

=

A′Q

AJ

∴HT=

A′Q

AJ

•OB=

3-a- 1 2 a

2- 1 2

×1=2-a，
KT=

1

2

A′T=

1

2

（3-a），A′Q=yA′-yQ=（-a+3）-

a

2

=3-

3

2

a．
S_{四邊形RKTQ}=S_△A′KT-S_△A′RQ
=

1

2

KT•A′T-

1

2

A′Q•HT
=

1

2

•

3-a

2

•（3-a）-

1

2

•（3-

3

2

a）•（-a+2）
=-

1

2

a²+

3

2

a-

3

4

=-

1

2

（a-

3

2

）²+

3

8

由于-

1

2

＜0，
∴在線(xiàn)段AC上存在點(diǎn)A′（

3

2

，

3

2

），能使重疊部分面積S取到最大值，最大值為

3

8

．

解法二：
過(guò)點(diǎn)R作RH⊥x軸于H，則由△ORH∽△OCD，得

RH

OH

=

CD

OD

=

1

2

  ①
由△RKH∽△A′O′B′，得

KH

RH

=

O′B′

A′B′

=

1

2

   ②
由①，②得KH=

1

4

OH，
OK=

3

4

OH，KT=OT-OK=a-

3

4

OH   ③
由△A′KT∽△A′O′B′，得

KT

A′T

=

O′B′

A′B′

=

1

2

，
則KT=

3-a

2

    ④
由③，④得

3-a

2

=a-

3

4

OH，即OH=2a-2，RH=a-1，所以點(diǎn)R的坐標(biāo)為R（2a-2，a-1）
S_{四邊形RKTQ}=S_△QOT-S_△ROK=

1

2

•OT•QT-

1

2

•OK•RH
=

1

2

a•

1

2

a-

1

2

（1+

3

2

a-

5

2

）•（a-1）
=-

1

2

a²+

3

2

a-

3

4

=-

1

2

（a-

3

2

）²+

3

8

由于-

1

2

＜0，
∴在線(xiàn)段AC上存在點(diǎn)A′（

3

2

，

3

2

），能使重疊部分面積S取到最大值，最大值為

3

8

．

解法三：
∵AB=2，OB=1，∴tan∠O′A′B′=tan∠OAB=

1

2

，
∴KT=A′T•tan∠O′A′B′=（-a+3）•

1

2

=-

1

2

a+

3

2

，
∴OK=OT-KT=a-（-

1

2

a+

3

2

）=

3

2

a-

3

2

，
過(guò)點(diǎn)R作RH⊥x軸于H，
∵cot∠OAB=tan∠RKH=

RH

KH

=2，
∴RH=2KH
又∵tan∠OAB=tan∠ROH=

RH

OH

=

RH

OK+KH

=

1

2

，
∴2RH=OK+KH=

3

2

a-

3

2

+

1

2

RH，
∴RH=a-1，OH=2（a-1），
∴點(diǎn)R坐標(biāo)R（2a-2，a-1）
S_{四邊形RKTQ}=S_△A′KT-S_△A′RQ=

1

2

•KT•A′T-

1

2

A′Q•（x_Q-x_R）
=

1

2

•

3-a

2

•（3-a）-

1

2

•（3-

3

2

a）•（-a+2）
=-

1

2

a²+

3

2

a-

3

4

=-

1

2

（a-

3

2

）²+

3

8

由于-

1

2

＜0，
∴在線(xiàn)段AC上存在點(diǎn)A′（

3

2

，

3

2

），能使重疊部分面積S取到最大值，最大值為

3

8

．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)、待定系數(shù)法、二次函數(shù)的最值、等腰梯形、相似三角形、圖形的平移以及幾何圖形面積的求法，涉及到的知識(shí)點(diǎn)眾多，難度較大，對(duì)學(xué)生能力要求較高，有利于訓(xùn)練并提升學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力．