在平面直角坐标系中,抛物线y1=x2−2x+a{y}_{1}={x}^{2}-2x+a 与xx轴的一个交点为AA,抛物线y2=x2+2a+1+2a{y}_{2}={x}^{2}+2a+1+2a 与xx轴的一个交点为BB,且AA、BB两点关于yy轴对称,aa为实数。 (1)求aa的值及AA、BB两点的坐标; (2)抛物线y1y_{1},y2y_{2}是否关于yy轴上同一点CC?若交于同一点,请求出最大的△ABC\triangle ABC的面积,若不交于同一点,请说明理由。

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

(1)

1. 修正题干笔误并写出抛物线与 $x$ 轴交点的横坐标表达式

题干中抛物线 y2y_2 的解析式存在笔误,根据参考答案,应修正为 y2=x2+2x+1+2ay_2 = x^2 + 2x + 1 + 2a。
令 y1=0y_1 = 0,得 x2−2x+a=0x^2 - 2x + a = 0,解得 x=1±1−ax = 1 \pm \sqrt{1-a},因此交点 AA 的坐标为 (1±1−a,0)(1 \pm \sqrt{1-a}, 0);
令 y2=0y_2 = 0,得 x2+2x+1+2a=0x^2 + 2x + 1 + 2a = 0,即 (x+1)2=−2a(x+1)^2 = -2a,解得 x=−1±−2ax = -1 \pm \sqrt{-2a},因此交点 BB 的坐标为 (−1±−2a,0)(-1 \pm \sqrt{-2a}, 0)。

2. 利用对称性列出关于 $a$ 的方程并求解

因为 A,BA, B 两点关于 yy 轴对称,所以它们的横坐标互为相反数。
根据对应关系,可得 1−a=−2a\sqrt{1-a} = \sqrt{-2a},
两边平方得 1−a=−2a1-a = -2a,解得 a=−1a = -1。
此时 1−a=2>01-a = 2 > 0 且 −2a=2>0-2a = 2 > 0,判别式均大于零,方程有实根,符合题意。

3. 代入 $a$ 的值确定 $A, B$ 两点的对应坐标

将 a=−1a = -1 代入 A,BA, B 的坐标表达式:
当 AA 取 (1+2,0)(1+\sqrt{2}, 0) 时,BB 取 (−1−2,0)(-1-\sqrt{2}, 0);
当 AA 取 (1−2,0)(1-\sqrt{2}, 0) 时,BB 取 (−1+2,0)(-1+\sqrt{2}, 0)。
故 a=−1a = -1,两点坐标为 A(1+2,0),B(−1−2,0)A(1+\sqrt{2}, 0), B(-1-\sqrt{2}, 0) 或 A(1−2,0),B(−1+2,0)A(1-\sqrt{2}, 0), B(-1+\sqrt{2}, 0)。

答案

a=−1a = -1,A,BA, B 两点坐标为 A(1+2,0),B(−1−2,0)A(1+\sqrt{2}, 0), B(-1-\sqrt{2}, 0) 或 A(1−2,0),B(−1+2,0)A(1-\sqrt{2}, 0), B(-1+\sqrt{2}, 0)

(2)

1. 验证两抛物线在 $y$ 轴上是否交于同一点 $C$ 并确定其坐标

由第(1)问可知,当 a=−1a = -1 时,两抛物线解析式分别为:
y1=x2−2x−1y_1 = x^2 - 2x - 1
y2=x2+2x−1y_2 = x^2 + 2x - 1
令 x=0x=0,分别得 y1=−1y_1 = -1,y2=−1y_2 = -1。
由于当 x=0x=0 时两函数值相等,因此抛物线 y1y_1,y2y_2 交于 yy 轴上的同一点 CC,且点 CC 的坐标为 (0,−1)(0, -1)。

2. 分类讨论 $A, B$ 的坐标情况,计算对应的 $\triangle ABC$ 面积并求出最大值

点 C(0,−1)C(0, -1) 到 xx 轴的距离(即 △ABC\triangle ABC 的高)为 h=1h = 1。
根据第(1)问中 A,BA, B 的两组可能坐标,进行分类讨论:
情况①:当 A(1+2,0)A(1+\sqrt{2}, 0),B(−1−2,0)B(-1-\sqrt{2}, 0) 时,底边长 ∣AB∣=(1+2)−(−1−2)=2+22|AB| = (1+\sqrt{2}) - (-1-\sqrt{2}) = 2 + 2\sqrt{2},
此时面积 S1=12×∣AB∣×h=12×(2+22)×1=1+2S_1 = \frac{1}{2} \times |AB| \times h = \frac{1}{2} \times (2+2\sqrt{2}) \times 1 = 1+\sqrt{2}。
情况②:当 A(1−2,0)A(1-\sqrt{2}, 0),B(−1+2,0)B(-1+\sqrt{2}, 0) 时,底边长 ∣AB∣=(−1+2)−(1−2)=22−2|AB| = (-1+\sqrt{2}) - (1-\sqrt{2}) = 2\sqrt{2} - 2,
此时面积 S2=12×∣AB∣×h=12×(22−2)×1=2−1S_2 = \frac{1}{2} \times |AB| \times h = \frac{1}{2} \times (2\sqrt{2}-2) \times 1 = \sqrt{2}-1。
由于 1+2>2−11+\sqrt{2} > \sqrt{2}-1,所以最大的 △ABC\triangle ABC 面积为 2+1\sqrt{2}+1。

答案

抛物线 y1y_1,y2y_2 交于 yy 轴上同一点 C(0,−1)C(0, -1),最大的 △ABC\triangle ABC 面积为 2+1\sqrt{2}+1

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1下列命题为真命题的是()(\quad) A. ∃x0∈R\text{∃} x_{0}\in R,x02+4x0+6⩽0x_{0}^{2}\text{+}4x_{0}+6\leqslant 0 B. 正切函数y=tan⁡xy=\tan x的定义域为RR…
  2. 2下列四个命题是假命题的是()(\quad) A. {0}\{0\}是空集 B. 若a∈Na\in N,则−a∉N-a\notin N C. 集合{x∈R∣x2−2x+1=0}\{x\in R|x^{2}-2x+1=0\}中有22个元素 D. 集合{x∈Q∣6x∈N}\{x\in Q|\dfrac{6}{x}\in N\}…
  3. 3已知函数f(x)=ex−1f(x)={{e}^{x}}-1,g(x)=sin⁡x(1)g(x)=\sin x(1)判断F(x)=f(x)−g(x)F(x)=f(x)-g(x)在x∈[0,+∞)x\in[0,+\infty)上零点的个数; (2)当x∈[0,π]x\in[0,\pi]时,f(x)⩾ag(x)(a∈R)f(x)\geqslant ag(x)(a\in R)…
  4. 4若抛物线y=x2−2x+ky=x^{2}-2x+k和xx轴有交点,则kk的取值范围是 ___.
  5. 5在平面直角坐标系中,如果点PP的横坐标与纵坐标相等,则称点PP为和谐点,例如:点P(1,1)P(1,1)、(−2,−2)(-2,-2)、(0.5,0.5)(0.5,0.5)…,都是和谐点,若二次函数y=ax2+7x+c(a≠0)y=ax^{2}+7x+c(a≠0)的图象…