如图,直线 $y=-\dfrac 34x+3$ 与 $x$ 轴交于点 $C$,与 $y$ 轴交于点 $B$,抛物线 $y=ax^2+\dfrac 34x+c$ 经过 $B,C$ 两点.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与面积
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    平行四边形的存在性
  1. 如图,点 $E$ 是直线 $BC$ 上方抛物线上的一个动点,当 $\triangle BEC$ 面积最大时,请求出点 $E$ 的坐标和 $\triangle BEC$ 面积的最大值?
    标注
    • 题型
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      代几综合
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      函数与面积
    答案
    点 $E$ 的坐标为 $\left(2,3\right)$ 时,$S_{\triangle BEC}$ 的面积最大,最大面积是 $3$
    解析
    直线 $y=-\dfrac 34x+3$ 与 $y$ 轴交于点 $B\left(0,3\right)$,与 $x$ 轴交点 $C\left(4,0\right)$.
    而抛物线经过 $y=ax^2+\dfrac 34x+c$ 经过 $B,C$ 两点,
    则有 $\begin{cases}3=c,\\0=16a+\dfrac 34\times 4+c.\end{cases}$
    解得 $\begin{cases}a=-\dfrac 38,\\c=3.\end{cases}$
    所以抛物线解析式为 $y=-\dfrac 38x^2+\dfrac 34x+3$.
    如图,过点 $E$ 作 $y$ 轴的平行线交直线 $BC$ 于点 $M$.设点 $E\left(x,-\dfrac 38x^2+\dfrac 34x+3\right)$,则点 $M\left(x,-\dfrac 34x+3\right)$.
    所以 $EM=-\dfrac 38x^2+\dfrac 34x+3-\left(-\dfrac 34x+3\right)=-\dfrac 38x^2+\dfrac 32x$.
    $ \begin{split}\text{所以}S_{\triangle BEC}&=S_{\triangle BEM}+S_{\triangle MEC}\\&=\dfrac{1}{2}EM\cdot OC\\&=\dfrac 12\times\left(-\dfrac 38x^2+\dfrac 32x\right)\times 4\\&=-\dfrac 34x^2+3x \\&=-\dfrac 34\left(x-2\right)^2+3 .\end{split} $
    所以当点 $E$ 的坐标为 $\left(2,3\right)$ 时,$S_{\triangle BEC}$ 的面积最大,最大面积是 $3$.
  2. 在第1问的结论下,过点 $E$ 作 $y$ 轴的平行线交直线 $BC$ 于点 $M$,连接 $AM$,点 $Q$ 是抛物线对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点 $P$,使得以 $P,Q,A,M$ 为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求出点 $P$ 的坐标;如果不存在,请说明理由.
    标注
    • 题型
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      代几综合
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      平行四边形的存在性
    答案
    存在,点 $P$ 的坐标为 $\left(-3,-\dfrac{21}{8}\right),\left(5,-\dfrac{21}{8}\right)$ 或 $\left(-1,\dfrac{15}{8}\right)$
    解析
    由第1问的解答过程可知点 $M(2,\dfrac 32)$.
    由抛物线 $y=-\dfrac 38x^2+\dfrac 34x+3$,可得点 $A(-2,0)$,对称轴为 $x=1$.
    所以点 $Q$ 的横坐标为 $1$.
    设点 $P\left(p,-\dfrac 38p^2+\dfrac 34p+3\right)$.
    以 $P,Q,A,M$ 为顶点的四边形是平行四边形分为以下几种情况:
    ① 如图,当 $AM\parallel PQ,AP\parallel MQ$ 时.由平行四边形对角线互相平分可得 $x_A+x_Q=x_P+x_M$,
    即 $-2+1=2+p$,解得 $p=-3$.
    此时点 $P\left(-3,-\dfrac{21}8\right)$;
    ② 如图,当 $AM\parallel PQ,AQ\parallel MP$ 时.由平行四边形对角线互相平分可得 $x_A+x_P=x_M+x_Q$,
    即 $-2+p=2+1$,解得 $p=5$,
    此时点 $P\left(5,-\dfrac{21}8\right)$;
    ③ 如图,当 $AP\parallel MQ,PM\parallel AQ$ 时.由平行四边形对角线互相平分可得 $x_A+x_M=x_P+x_Q$,
    即 $p+1=2-2$,解得 $p=-1$.
    此时点 $P\left(-1,\dfrac{15}8\right)$.
    综上可得,满足条件的点 $P$,其坐标为 $\left(-3,-\dfrac{21}{8}\right),\left(5,-\dfrac{21}{8}\right)$ 或 $\left(-1,\dfrac{15}{8}\right)$.
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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