如圖,已知拋物線經(jīng)過點A(-2,0)、B(4,0)、C(0,-8).
(1)求拋物線的解析式及其頂點D的坐標(biāo);
(2)直線CD交x軸于點E,過拋物線上在對稱軸的右邊的點P,作y軸的平行線交x軸于點F,交直線CD于M,使PM=
1
5
EF,請求出點P的坐標(biāo);
(3)將拋物線沿對稱軸平移,要使拋物線與(2)中的線段EM總有交點,那么拋物線向上最多平移多少個單位長度,向下最多平移多少個單位長度.
考點:二次函數(shù)綜合題,解一元二次方程-因式分解法,根的判別式,待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式,待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式
專題:綜合題
分析:(1)由于拋物線與x軸的兩個交點已知,拋物線的解析式可設(shè)成交點式:y=a(x+2)(x-4),然后將點C的坐標(biāo)代入就可求出拋物線的解析式,再將該解析式配成頂點式,即可得到頂點坐標(biāo).
(2)先求出直線CD的解析式,再求出點E的坐標(biāo),然后設(shè)點P的坐標(biāo)為(m,n),從而可以用m的代數(shù)式表示出PM、EF,然后根據(jù)PM=
1
5
EF建立方程,就可求出m,進而求出點P的坐標(biāo).
(3)先求出點M的坐標(biāo),然后設(shè)平移后的拋物線的解析式為y=x2-2x-8+c,然后只需考慮三個臨界位置(①向上平移到與直線EM相切的位置,②向下平移到經(jīng)過點M的位置,③向下平移到經(jīng)過點E的位置)所對應(yīng)的c的值,就可以解決問題.
解答:解:(1)根據(jù)題意可設(shè)拋物線的解析式為y=a(x+2)(x-4).
∵點C(0,-8)在拋物線y=a(x+2)(x-4)上,
∴-8a=-8.
∴a=1.
∴y=(x+2)(x-4)
=x2-2x-8
=(x-1)2-9.
∴拋物線的解析式為y=x2-2x-8,頂點D的坐標(biāo)為(1,-9).

(2)如圖,
設(shè)直線CD的解析式為y=kx+b.
0+b=-8
k+b=-9

解得:
k=-1
b=-8

∴直線CD的解析式為y=-x-8.
當(dāng)y=0時,-x-8=0,
則有x=-8.
∴點E的坐標(biāo)為(-8,0).
設(shè)點P的坐標(biāo)為(m,n),
則PM=(m2-2m-8)-(-m-8)=m2-m,EF=m-(-8)=m+8.
∵PM=
1
5
EF,
∴m2-m=
1
5
(m+8).
整理得:5m2-6m-8=0.
∴(5m+4)(m-2)=0
解得:m1=-
4
5
,m2=2.
∵點P在對稱軸x=1的右邊,
∴m=2.
此時,n=22-2×2-8=-8.
∴點P的坐標(biāo)為(2,-8).

(3)當(dāng)m=2時,y=-2-8=-10.
∴點M的坐標(biāo)為(2,-10).
設(shè)平移后的拋物線的解析式為y=x2-2x-8+c,
①若拋物線y=x2-2x-8+c與直線y=-x-8相切,
則方程x2-2x-8+c=-x-8即x2-x+c=0有兩個相等的實數(shù)根.
∴(-1)2-4×1×c=0.
∴c=
1
4

②若拋物線y=x2-2x-8+c經(jīng)過點M,
則有22-2×2-8+c=-10.
∴c=-2.
③若拋物線y=x2-2x-8+c經(jīng)過點E,
則有(-8)2-2×(-8)-8+c=0.
∴c=-72.
綜上所述:要使拋物線與(2)中的線段EM總有交點,拋物線向上最多平移
1
4
個單位長度,向下最多平移72個單位長度.
點評:本題考查了用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式、用待定系數(shù)法求一次函數(shù)的解析式、解一元二次方程、根的判別式、拋物線與直線的交點問題等知識,而把拋物線與直線相切的問題轉(zhuǎn)化為一元二次方程有兩個相等的實數(shù)根的問題是解決第三小題的關(guān)鍵,有一定的綜合性.
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