如图所示,在平面直角坐标系xOy中,正方形OABC的边长为2cm,点A、C分别在y轴的负半轴和x轴的正半轴上,抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B,且12a+5c=0. (1)求抛物线的解析式; (2)如果点P由点A开

问题描述:

如图所示,在平面直角坐标系xOy中,正方形OABC的边长为2cm,点A、C分别在y轴的负半轴和x轴的正半轴上,抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B,且12a+5c=0.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如果点P由点A开始沿AB边以2cm/s的速度向点B移动,同时点Q由点B开始沿BC边以1cm/s的速度向点C移动.
①移动开始后第t秒时,设S=PQ2(cm2),试写出S与t之间的函数关系式,并写出t的取值范围;
②当S取得最小值时,在抛物线上是否存在点R,使得以P、B、Q、R为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求出R点的坐标;如果不存在,请说明理由.

(1)据题意知:A(0,-2),B(2,-2)
∵A点在抛物线上,
∴c=-2
∵12a+5c=0,
∴a=

5
6
(1分)
由AB=2知抛物线的对称轴为:x=1
即:-
b
2a
=1,b=-
5
3

∴抛物线的解析式为:y=
5
6
x2-
5
3
x-2.(3分)
(2)①由图象知:PB=2-2t,BQ=t,
∴S=PQ2=PB2+BQ2=(2-2t)2+t2(4分)
即S=5t2-8t+4(0≤t≤1).(5分)
②假设存在点R,可构成以P、B、R、Q为顶点的平行四边形,
∵S=5t2-8t+4(0≤t≤1),
∴S=5(t
4
5
2+
4
5
(0≤t≤1),
∴当t=
4
5
时,S取得最小值
4
5
.(6分)
这时PB=2
8
5
=0.4,BQ=0.8,P(1.6,-2),Q(2,-1.2).(7分)
分情况讨论:
(A)假设R在BQ的右边,这时QR=∥PB,则:
R的横坐标为2.4,R的纵坐标为-1.2,即(2.4,-1.2),
代入y=
5
6
x2-
5
3
x-2,左右两边相等,
∴这时存在R(2.4,-1.2)满足题意.(8分)
(B)假设R在BQ的左边,这时PR=∥QB,
则:R的横坐标为1.6,纵坐标为-1.2,即(1.6,-1.2)
代入y=
5
6
x2-
5
3
x-2,左右两边不相等,R不在抛物线上.(9分)
(C)假设R在PB的下方,这时PR=∥QB,
则:R(1.6,-2.8)代入y=
5
6
x2-
5
3
x-2,左右不相等,R不在抛物线上.
综上所述,存在一点R(2.4,-1.2)满足题意.(10分)