在平面直角坐标系中,抛物线与轴的一个交点为,抛物线与轴的一个交点为,且、两点关于轴对称,为实数。 (1)求的值及、两点的坐标; (2)抛物线,是否关于轴上同一点?若交于同一点,请求出最大的的面积,若不交于同一点,请说明理由。
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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 的解析式存在笔误,根据参考答案,应修正为 。
令 ,得 ,解得 ,因此交点 的坐标为 ;
令 ,得 ,即 ,解得 ,因此交点 的坐标为 。
2. 利用对称性列出关于 $a$ 的方程并求解
因为 两点关于 轴对称,所以它们的横坐标互为相反数。
根据对应关系,可得 ,
两边平方得 ,解得 。
此时 且 ,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 代入 的坐标表达式:
当 取 时, 取 ;
当 取 时, 取 。
故 ,两点坐标为 或 。
答案
, 两点坐标为 或
(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 时,两抛物线解析式分别为:
令 ,分别得 ,。
由于当 时两函数值相等,因此抛物线 , 交于 轴上的同一点 ,且点 的坐标为 。
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 到 轴的距离(即 的高)为 。
根据第(1)问中 的两组可能坐标,进行分类讨论:
情况①:当 , 时,底边长 ,
此时面积 。
情况②:当 , 时,底边长 ,
此时面积 。
由于 ,所以最大的 面积为 。
答案
抛物线 , 交于 轴上同一点 ,最大的 面积为
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