如图①,直线与抛物线交于不同的两点、 (点在点的左侧).
(1)直接写出的坐标__________; (用的代数式表示)
(2)设抛物线的顶点为,对称轴与直线的交点为,连结、,若S△NDC=3×S△MDC,求抛物线的解析式;
(3)如图②,在(2)的条件下,设该抛物线与轴交于、两点,点为直线下方抛物线上一动点,连接、,设直线交线段于点,△MPQ的面积为,△MAQ的面积为,求的最大值.
【答案】(1)(b+2,2b+1)(2)见解析
【解析】(1)构建方程组确定解的坐标即可;
(2)如图①中,作ME⊥对称轴l于E,NF⊥l于F.又S△MDC=S△NDC,可得ME=FN,构建方程即可解决问题;
(3)如图②中,作AH⊥MN于H,PK⊥MN于K,设直线MN交x轴于G,连接PG、OP,设P(m,m2-2m-3),由==,因为AH为定值,所以PK最大时,的值最大,此时△PGM的面积最大,构建二次函数求出点P坐标,想办法求出AH、PK即可解决问题.
解:(1)由,解得或,
∵点M(0,-3),
∴N(b+2,2b+1).
故答案为(b+2,2b+1).
(2)如图①中,作ME⊥对称轴l于E,NF⊥l于F.
∵抛物线的对称轴x=,
又∵S△MDC=S△NDC,
∴ME=FN,
=×(b+2-),
解得b=2,
∴抛物线的解析式为y=x2-2x-3.
(3)如图②中,作AH⊥MN于H,PK⊥MN于K,设直线MN交x轴于G,连接PG、OP,设P(m,m2-2m-3)
∵ ==,
∵AH为定值,
∴PK最大时,的值最大,此时△PGM的面积最大,
∵M(0,-3),N(4,5),
∴直线MN的解析式为y=2x-3,
∴G(,0),
∴S△PGM=S△POM+S△POG-S△MOG=×3×m+××(-m2+2m+3)-×3×=-(m-2)2+3,
∵-<0,
∴m=2时,△PGM的面积最大,此时P(2,-3),
∵AH⊥MN,A(-1,0)
∴直线AH的解析式为y=-x-,
由 解得,可得H(1,-1),
∴AH==,
∵PK⊥MN,
∴直线PK的解析式为y=-x-2,
由解得,可得K(,-),
∴PK==,
∴的最大值===.