抛物线 $y=ax^2+bx+4$($a\neq 0$)过点 $A\left(1,-1\right)$,$B\left(5,-1\right)$,与 $y$ 轴交于点 $C$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与面积
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与线段
  1. 如图 1,连接 $CB$,以 $CB$ 为边作平行四边形 $CBPQ$,若点 $P$ 在直线 $BC$ 上方的抛物线上,$Q$ 为坐标平面内的一点,且平行四边形 $CBPQ$ 的面积为 $30$,求点 $P$ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      函数与面积
    答案
    点 $P$ 的坐标为 $\left(6,4\right)$
    解析
    将点 $A$,$B$ 的坐标代入抛物线的解析式,
    得 $ \begin{cases}a+b+4=-1,\\25a+5b+4=-1,\end{cases} $
    解得 $ \begin{cases}a=1,\\b=-6.\end{cases} $
    所以抛物线得解析式为 $y=x^2-6x+4$.
    如图所示:设点 $P$ 的坐标为 $P\left(m,m^2-6m+4\right)$,
    因为平行四边形的面积为 $30$,
    所以 $ S_{\triangle CBP}=15$,
    即 $S_{\triangle CBP}=S_{梯形CEDP}-S_{\triangle CEB}-S_{\triangle PBD}$.
    所以 $ \dfrac12m\left(5+m^2-6m+4+1\right)- \dfrac12\times 5\times 5- \dfrac12\left(m-5\right)\left(m^2-6m+5\right)=15$.
    化简得 $m^2-5m-6=0$,
    解得 $m=6$,或 $m=-1$.
    因为 $m>0$,
    所以 点 $P$ 的坐标为 $\left(6,4\right)$.
  2. 如图 2,$\odot O_{1}$ 过点 $A$,$B$,$C$ 三点,$AE$ 为直径,点 $M$ 为 $\overparen{ACE}$ 上的一动点(不与点 $A$,$E$ 重合),$\angle MBN$ 为直角,边 $BN$ 与 $ME$ 的延长线交于 $N$,求线段 $BN$ 长度的最大值.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      函数与线段
    答案
    $ 3\sqrt{13}$
    解析
    连接 $AB$,$EB$.
    因为 $ AE$ 是圆的直径,
    所以 $ \angle ABE=90^\circ $,
    所以 $ \angle ABE=\angle MBN$.
    因为 $\angle EAB=\angle EMB$,
    所以 $ \triangle EAB\backsim \triangle NMB$.
    因为 $A\left(1,-1\right)$,$B\left(5,-1\right)$,
    所以点 $O_1$ 的横坐标为 $3$.
    将 $x=0$ 代入抛物线的解析式得 $y=4$,
    所以点 $C$ 的坐标为 $\left(0,4\right)$.
    设点 $O_1$ 的坐标为 $\left(3,m\right)$,
    因为 $ O_1C=O_1A$,
    所以 $\sqrt{3^2+\left(m-4\right)^2}=\sqrt{2^2+\left(m+1\right)^2} $,
    解得 $m=2$,
    所以点 $O_1$ 的坐标为 $\left(3,2\right)$,
    所以 $ O_1A=\sqrt{3^2+\left(2-4\right)^2}=\sqrt{13} $.
    在 $\mathrm {Rt}\triangle ABE$ 中,
    由勾股定理得
    $BE=\sqrt{AE^2-AB^2} =\sqrt{\left(2\sqrt{13}\right)^2-4^2} =6$,
    所以点 $E$ 的坐标为 $\left(5,5\right)$,
    所以 $AB=4$,$BE=6$.
    因为 $\triangle EAB\backsim \triangle NMB$,
    所以 $\dfrac{AB}{EB}=\dfrac{MB}{NB} $,
    所以 $ \dfrac46=\dfrac{MB}{NB}$.
    所以 $ NB=\dfrac32MB $,
    所以当 $MB$ 为直径时,$MB$ 最大,此时 $NB$ 最大,
    所以 $ MB=AE=2\sqrt{13}$,
    所以 $ NB=\dfrac32\times2\sqrt{13} =3\sqrt{13}$.
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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