在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+2x-3的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点E.点C是点A关于点B的对称点,点F是线段BC的中点,直线l过点F且与y轴平行.一次函数y=-x+m的图象过点C,交y轴于D点.(1)求点C、点F的坐标;(2)点K为线段AB上一动点,过点K作x轴的垂线与直线CD交于点H,与抛物线交于点G,求线段HG长度的最大值;(3)在直线l上取点M,在抛物线上取点N,使以点A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,求点N的坐标.

问题描述:

在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+2x-3的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于点E.点C是点A关于点B的对称点,点F是线段BC的中点,直线l过点F且与y轴平行.一次函数y=-x+m的图象过点C,交y轴于D点.

(1)求点C、点F的坐标;
(2)点K为线段AB上一动点,过点K作x轴的垂线与直线CD交于点H,与抛物线交于点G,求线段HG长度的最大值;
(3)在直线l上取点M,在抛物线上取点N,使以点A,C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,求点N的坐标.

(1)令y=0,则x2+2x-3=0,
解得x1=-3,x2=1,
∵点A在点B的左侧,
∴A(-3,0),B(1,0),
∵点C是点A关于点B的对称点,
∴C(5,0),
∵F是线段BC的中点,
∴F(3,0);
(2)∵一次函数y=-x+m的图象过点C(5,0)
∴-5+m=0,
解得,m=5,
∴CD的解析式是y=-x+5,
设K点的坐标是(t,0),则H点的坐标是(t,-t+5),G点的坐标是(t,t2+2t-3),
∵K是线段AB上一动点,∴-3≤t≤1,
HG=(-t+5)-(t2+2t-3),
=-t2-3t+8,
=-(t+

3
2
2+
41
4

∵-3≤-
3
2
≤1,
∴当t=-
3
2
时,线段HG的长度有最大值是
41
4

(3)∵A(-3,0),C(5,0),
∴AC=5-(-3)=5+3=8,
∵直线l过点F且与y轴平行,
∴直线l的解析式是x=3,
∵点M在l上,点N在抛物线上,
∴设点M的坐标是(3,m),点N的坐标是(n,n2+2n-3).
①若线段AC是以A、C、M、N为顶点的平行四边形的边,则须MN∥AC,MN=AC=8,
(i)当点N在点M的左侧时,MN=3-n,
3-n=8,解得n=-5,
n2+2n-3=(-5)2+2×(-5)-3=25-10-3=12,
所以,N点的坐标是(-5,12);
(ii)当点N在点M的右侧时,NM=n-3,
n-3=8,解得n=11,
n2+2n-3=112+2×11-3=121+22-3=140,
所以,N点坐标是(11,140);
②若线段AC是以A、C、M、N为顶点的平行四边形的对角线,由题意可知,点M与点N关于点B中心对称,
∵点M的横坐标为3,点B(1,0),
∴点N的横坐标为-1,
n2+2n-3=(-1)2+2×(-1)-3=1-2-3=-4,
所以,N点坐标是(-1,-4),
综上所述,符合条件的N点坐标有(-5,12),(11,140),(-1,-4).
答案解析:(1)令y=0,解方程即可得到点A、B的坐标,然后根据点的对称性求出点C的坐标,再根据中点定义求出点F的坐标;
(2)把点C的坐标代入一次函数求出m的值,从而得到直线CD的解析式,然后设出点K的坐标,并表示出点H、G的坐标,利用两点间的距离表示出CD,整理后根据二次函数的最值问题求解;
(3)根据直线CD的解析式与抛物线的解析式分别设出点M、N的坐标,然后分①AC是平行四边形的边,根据平行四边形的对边平行且相等分点N在点M的左侧与右侧两种情况分别求出点N是横坐标,然后代入抛物线解析式求出纵坐标,即可得到点N的坐标;②AC是对角线时,根据平行四边形的对角线互相平分可得M、N关于点B对称,根据对称性求出点N的横坐标,然后代入抛物线解析式求出点N的纵坐标,即可得解.
考试点:二次函数综合题.

知识点:本题是对二次函数的综合考查,主要涉及求抛物线与x轴的交点,点的对称,待定系数法求一次函数解析式,二次函数的最值问题,平行四边形的性质,(3)题的求解比较复杂,既要考查了AC是平行四边形的边,点N在点M的左右两边的情况,还要考虑是平行四边形的对角线,分情况讨论求解,计算时要认真仔细.