Question

【題目】如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn)（點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)），與y軸交于點(diǎn)C，對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)D，點(diǎn)E（4，n）在拋物線上．

（1）求直線AE的解析式；

（2）點(diǎn)P為直線CE下方拋物線上的一點(diǎn)，連接PC，PE．當(dāng)△PCE的面積最大時(shí)，連接CD，CB，點(diǎn)K是線段CB的中點(diǎn)，點(diǎn)M是CP上的一點(diǎn)，點(diǎn)N是CD上的一點(diǎn)，求KM+MN+NK的最小值；

（3）點(diǎn)G是線段CE的中點(diǎn)，將拋物線沿x軸正方向平移得到新拋物線y′，y′經(jīng)過(guò)點(diǎn)D，y′的頂點(diǎn)為點(diǎn)F．在新拋物線y′的對(duì)稱軸上，是否存在一點(diǎn)Q，使得△FGQ為等腰三角形？若存在，直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（1）；（2）3；（3）Q的坐標(biāo)為（3，）或′（3，）或（3，）或（3，）．

【解析】

試題分析：（1）拋物線的解析式可變形為y=（x+1）（x﹣3），從而可得到點(diǎn)A和點(diǎn)B的坐標(biāo)，然后再求得點(diǎn)E的坐標(biāo)，設(shè)直線AE的解析式為y=kx+b，將點(diǎn)A和點(diǎn)E的坐標(biāo)代入求得k和b的值，從而得到AE的解析式；

（2）設(shè)直線CE的解析式為y=mx﹣，將點(diǎn)E的坐標(biāo)代入求得m的值，從而得到直線CE的解析式，過(guò)點(diǎn)P作PF∥y軸，交CE與點(diǎn)F．設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（x，），則點(diǎn)F（x，），則FP=．由三角形的面積公式得到△EPC的面積=，利用二次函數(shù)的性質(zhì)可求得x的值，從而得到點(diǎn)P的坐標(biāo)，作點(diǎn)K關(guān)于CD和CP的對(duì)稱點(diǎn)G、H，連接G、H交CD和CP與N、M．然后利用軸對(duì)稱的性質(zhì)可得到點(diǎn)G和點(diǎn)H的坐標(biāo)，當(dāng)點(diǎn)O、N、M、H在條直線上時(shí)，KM+MN+NK有最小值，最小值=GH；

（3）由平移后的拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)D，可得到點(diǎn)F的坐標(biāo)，利用中點(diǎn)坐標(biāo)公式可求得點(diǎn)G的坐標(biāo)，然后分為QG=FG、QG=QF，F(xiàn)Q=FQ三種情況求解即可．

試題解析：（1）∵，∴y=（x+1）（x﹣3），∴A（﹣1，0），B（3，0）．

當(dāng)x=4時(shí)，y=，∴E（4，）．

設(shè)直線AE的解析式為y=kx+b，將點(diǎn)A和點(diǎn)E的坐標(biāo)代入得：，解得：k=，b=，∴直線AE的解析式為．

（2）設(shè)直線CE的解析式為y=mx﹣，將點(diǎn)E的坐標(biāo)代入得：4m﹣=，解得：m=，∴直線CE的解析式為．

過(guò)點(diǎn)P作PF∥y軸，交CE與點(diǎn)F．

設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（x，），則點(diǎn)F（x，），則FP=（）﹣（）=，∴△EPC的面積=×（）×4=，∴當(dāng)x=2時(shí)，△EPC的面積最大，∴P（2，﹣）．

如圖2所示：作點(diǎn)K關(guān)于CD和CP的對(duì)稱點(diǎn)G、H，連接G、H交CD和CP與N、M．

∵K是CB的中點(diǎn)，∴k（，﹣）．

∵點(diǎn)H與點(diǎn)K關(guān)于CP對(duì)稱，∴點(diǎn)H的坐標(biāo)為（，﹣）．

∵點(diǎn)G與點(diǎn)K關(guān)于CD對(duì)稱，∴點(diǎn)G（0，0），∴KM+MN+NK=MH+MN+GN．

當(dāng)點(diǎn)O、N、M、H在條直線上時(shí)，KM+MN+NK有最小值，最小值=GH，∴GH= =3，∴KM+MN+NK的最小值為3．

（3）如圖3所示：

∵y′經(jīng)過(guò)點(diǎn)D，y′的頂點(diǎn)為點(diǎn)F，∴點(diǎn)F（3，﹣）．

∵點(diǎn)G為CE的中點(diǎn)，∴G（2，），∴FG= =，∴當(dāng)FG=FQ時(shí)，點(diǎn)Q（3，），Q′（3，）．

當(dāng)GF=GQ時(shí)，點(diǎn)F與點(diǎn)Q″關(guān)于y=對(duì)稱，∴點(diǎn)Q″（3，）．

當(dāng)QG=QF時(shí)，設(shè)點(diǎn)Q1的坐標(biāo)為（3，a）．

由兩點(diǎn)間的距離公式可知：a+=，解得：a=，∴點(diǎn)Q1的坐標(biāo)為（3，）．

綜上所述，點(diǎn)Q的坐標(biāo)為（3，）或′（3，）或（3，）或（3，）．