如图,已知抛物线y=-x2+bx+9-b2(b为常数)经过坐标原点O,且与x轴交于另一点E.其顶点M在第一象限.(1)求该抛物线所对应的函数关系式;(2)设点A是该抛物线上位于x轴上方,且在其对称轴左侧的一个动点;过点A作x轴的平行线交该抛物线于另一点D,再作AB⊥x轴于点B,DE⊥x轴于点C.①当线段AB、BC的长都是整数个单位长度时,求矩形ABCD的周长;②求矩形ABCD的周长的最大值,并写出此时点A的坐标;③当矩形ABCD的周长取得最大值时,它的面积是否也同时取得最大值?请判断并说明理由.

问题描述:

如图,已知抛物线y=-x2+bx+9-b2(b为常数)经过坐标原点O,且与x轴交于另一点E.其顶点M在第一象限.
(1)求该抛物线所对应的函数关系式;
(2)设点A是该抛物线上位于x轴上方,且在其对称轴左侧的一个动点;过点A作x轴的平行线交该抛物线于另一点D,再作AB⊥x轴于点B,DE⊥x轴于点C.
①当线段AB、BC的长都是整数个单位长度时,求矩形ABCD的周长;
②求矩形ABCD的周长的最大值,并写出此时点A的坐标;
③当矩形ABCD的周长取得最大值时,它的面积是否也同时取得最大值?请判断并说明理由.

(1)由题意,代入原点到二次函数解析式
则9-b2=0,
解得b=±3,
由题意抛物线的对称轴大于0,

b
2
>0,
所以b=3,
所以解析式为y=-x2+3x;
(2)设A点横坐标为m,则
3
2
>m>0,
AB=3m-m2,BC=2(
3
2
-m)=3-2m,
∴矩形ABCD的周长=2(AB+BC)=2(-m2+m+3)=-2m2+2m+6.
①当线段AB、BC的长都是整数个单位长度时,则
3m-m2>0且为整数,3-2m>0且为整数,
∴m=1.
∴矩形ABCD的周长=-2m2+2m+6=6;
②∵矩形ABCD的周长=-2m2+2m+6=-2(m2-m)+6=-2(m2-m+
1
4
-
1
4
)+6=-2(m-
1
2
2+
13
2

∴当m=
1
2
时,有最大值=
13
2

此时点A的坐标为(
1
2
5
4
);
③当矩形ABCD的周长取得最大值时,m=
1
2

此时,矩形ABCD的面积=AB•BC=(3m-m2)(3-2m)=
5
2
,不是最大值.
∵当m=
3
4
时,矩形ABCD的面积=(3m-m2)(3-2m)=1.6875×1.5=2.53125>
5
2

∴当矩形ABCD的周长取得最大值时,它的面积不能同时取得最大值.
答案解析:(1)已知抛物线过原点,代入求得b值而求出二次函数解析式;
(2)设A点横坐标为m,则
3
2
>m>0,AB=3m-m2,BC=3-2m,矩形ABCD的周长=-2m2+2m+6.
①根据线段AB、BC的长都是整数个单位长度及
3
2
>m>0,确定m的值,从而求出矩形ABCD的周长;
②将-2m2+2m+6配方,根据二次函数的性质,得出矩形ABCD的周长的最大值,并求出此时点A的坐标;
③将矩形ABCD的周长取得最大值时的m的值代入它的面积表达式AB•BC=(3m-m2)(3-2m)中,计算出其值为2.5,然后在
3
2
>m>0的范围内找到一个m=
3
4
时,矩形ABCD的面积=2.53125>
5
2
,从而得到当矩形ABCD的周长取得最大值时,它的面积不能同时取得最大值.
考试点:二次函数综合题.

知识点:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有抛物线的顶点公式和三角形的面积求法.在求有关动点问题时要注意分析题意分情况讨论结果.