如图,抛物线 $y = - {x^2} + 2x + 3$ 与 $x$ 轴交与 $A$,$B$ 两点(点 $A$ 在点 $B$ 的左侧),与 $y$ 轴交于点 $C$.点 $D$ 和点 $C$ 关于抛物线的对称轴对称,直线 $AD$ 与 $y$ 轴相交于点 $E$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与线段
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    特殊平行四边形的存在性
  1. 如图 1,直线 $AD$ 上方的抛物线上有一点 $F$,过点 $F$ 作 $FG\perp AD$ 于点 $G$,作 $FH$ 平行于 $x$ 轴交直线 $AD$ 于点 $H$,求 $\triangle FGH$ 的周长的最大值;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      函数与线段
    答案
    最大周长为 $\dfrac{9 + 9\sqrt 2 }{4}$
    解析
    令 $ - {x^2} + 2x + 3=0$,解得 $ x_1=-1 $、$ x_2=3 $,
    所以 $ A\left(-1,0\right)$.
    令 $ x=0 $,$y=3 $.
    所以 $ C\left(0,3\right)$.
    对称轴 $x=1$,
    所以 $ D\left(2,3\right) $.
    直线 $AD$ 的解析式为 $y = x + 1$.
    过点 $F$ 作 $x$ 轴的垂线,交直线 $AD$ 于点 $M$,显然 $\angle FHA=\angle DAB=45^\circ $,
    所以 $ \triangle FGH\cong \triangle FGM$,
    故 ${C_{\triangle FGH}} = {C_{\triangle FGM}}$.
    设 $F\left(m, - {m^2} + 2m + 3\right)$,
    则 $FM= - {m^2} + 2m + 3 - \left(m + 1\right) = - {m^2} + m + 2$,
    则 $C= FM + 2 \times \dfrac{FM}{\sqrt 2 } = \left(1 + \sqrt 2 \right)FM = - \left(1 + \sqrt 2 \right){\left(m - \dfrac{1}{2}\right)^2} + \dfrac{9 + 9\sqrt 2 }{4}$.
    故最大周长为 $\dfrac{9 + 9\sqrt 2 }{4}$.
  2. 点 $M$ 是抛物线的顶点,点 $P$ 是 $y$ 轴上一点,点 $Q$ 是坐标平面内一点,以 $A$,$M$,$P$,$Q$ 为顶点的四边形是 $AM$ 为边的矩形,若点 $T$ 和点 $Q$ 关于 $AM$ 所在直线对称,求点 $T$ 的坐标.
    标注
    • 题型
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      代几综合
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      特殊平行四边形的存在性
    答案
    点 $ T $ 坐标为 $\left(0,\dfrac{9}{2}\right)$
    解析
    ① 若 $AP$ 为对角线,如图.由 $\triangle PMS\backsim \triangle MAR$ 可得 $P\left(0,\dfrac{9}{2}\right)$.
    由点的平移可知 $Q\left(-2,\dfrac 12\right)$.
    故 $Q$ 点关于直线 $AM$ 的对称点 $T$ 为 $\left(0, - \dfrac{1}{2}\right)$;
    ② 若 $ AQ $ 为对角线,如图.同理可知 $P\left(0, - \dfrac{1}{2}\right)$.
    由点的平移可知 $Q \left(2,\dfrac{7}{2}\right)$.
    故 $Q$ 点关于直线 $AM$ 的对称点 $ T $ 为 $\left(0,\dfrac{9}{2}\right)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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