📡 动点实时遥测
主动点进度 t:
0.200
📌 原题题干
如图,二次函数 y=-x² + 2x + 3 的图象与 x 轴交于点 A(-1,0)、B(3,0),与 y 轴交于点 C,连接 BC,点 P 是抛物线上一动点.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若△ABQ 的面积是△BPQ 面积的 4 倍,求点 P 的横坐标;
(3)当点 P 在第一象限时,连接 AP,交线段 BC 于点 M,以 AM 为斜边向 △ABM 外作等腰直角三角形 AMN,连接 BN,△ABN 的面积是否变化?若不变,求出面积;若变化,说明理由.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若△ABQ 的面积是△BPQ 面积的 4 倍,求点 P 的横坐标;
(3)当点 P 在第一象限时,连接 AP,交线段 BC 于点 M,以 AM 为斜边向 △ABM 外作等腰直角三角形 AMN,连接 BN,△ABN 的面积是否变化?若不变,求出面积;若变化,说明理由.
📊 几何量度与最值对比
主动点(瓜)
从动点(豆)
运动轨迹
瓜豆辅助形
目标测量线
🧠 瓜豆原理核心剖析
1. 抛物线解析式 (1):代入 A(-1,0), B(3,0) 解得 y = -x² + 2x + 3,交 y 轴于 C(0,3)。
2. 等腰直角三角形手拉手 (3):以 AB 为底在 x 轴上方作等腰直角三角形 ABK,连接 NK。
△AMN 与 △ABK 均为等腰直角三角形,易证 △NAK ∽ △MAB,得 ∠NKA = ∠MBA = 45°。
3. 轨迹平行性:由 ∠MBA = ∠KAB = 45°,推出 NK ∥ AB!
因此,点 N 在平行于 x 轴的定直线 y = 2 上运动!
4. 面积定值结论:底边 AB = 4 固定在 x 轴上,点 N 到 AB 的距离恒为 KH = 2,故 S_△ABN = 1/2 × 4 × 2 = 4(定值不变)!
2. 等腰直角三角形手拉手 (3):以 AB 为底在 x 轴上方作等腰直角三角形 ABK,连接 NK。
△AMN 与 △ABK 均为等腰直角三角形,易证 △NAK ∽ △MAB,得 ∠NKA = ∠MBA = 45°。
3. 轨迹平行性:由 ∠MBA = ∠KAB = 45°,推出 NK ∥ AB!
因此,点 N 在平行于 x 轴的定直线 y = 2 上运动!
4. 面积定值结论:底边 AB = 4 固定在 x 轴上,点 N 到 AB 的距离恒为 KH = 2,故 S_△ABN = 1/2 × 4 × 2 = 4(定值不变)!
📝 完整推导与几何证明
① 求解 (1) 解析式:
由题意:0 = -(-1)² + b(-1) + c 且 0 = -3² + 3b + c,解得 b = 2, c = 3;
∴ 二次函数解析式为 y = -x² + 2x + 3;
② 解答 (3) △ABN 面积定值证明:
以 AB 为底在 x 轴上方作等腰直角三角形 ABK,过 K 作 KH ⊥ x 轴于 H;
∵ △AMN 和 △ABK 均为等腰直角三角形,
∴ AN/AM = AK/AB = 1/√2,∠NAM = ∠BAK = 45°;
∴ ∠NAK = ∠MAB,∴ △NAK ∽ △MAB,∴ ∠NKA = ∠MBA;
在 Rt△OBC 中,OB = 3, OC = 3,∴ ∠MBA = 45°;
∴ ∠NKA = 45° = ∠KAB,∴ NK ∥ AB;
∵ 平行线间的距离处处相等,∴ 点 N 到 AB 的垂直距离恒等于 KH 的长;
在等腰 Rt△KAB 中,底边 AB = 4,∴ 高 KH = 1/2 AB = 2;
∴ S_△ABN = 1/2 · AB · KH = 1/2 × 4 × 2 = 4。
综上所述,△ABN 的面积不变,恒等于 4。
由题意:0 = -(-1)² + b(-1) + c 且 0 = -3² + 3b + c,解得 b = 2, c = 3;
∴ 二次函数解析式为 y = -x² + 2x + 3;
② 解答 (3) △ABN 面积定值证明:
以 AB 为底在 x 轴上方作等腰直角三角形 ABK,过 K 作 KH ⊥ x 轴于 H;
∵ △AMN 和 △ABK 均为等腰直角三角形,
∴ AN/AM = AK/AB = 1/√2,∠NAM = ∠BAK = 45°;
∴ ∠NAK = ∠MAB,∴ △NAK ∽ △MAB,∴ ∠NKA = ∠MBA;
在 Rt△OBC 中,OB = 3, OC = 3,∴ ∠MBA = 45°;
∴ ∠NKA = 45° = ∠KAB,∴ NK ∥ AB;
∵ 平行线间的距离处处相等,∴ 点 N 到 AB 的垂直距离恒等于 KH 的长;
在等腰 Rt△KAB 中,底边 AB = 4,∴ 高 KH = 1/2 AB = 2;
∴ S_△ABN = 1/2 · AB · KH = 1/2 × 4 × 2 = 4。
综上所述,△ABN 的面积不变,恒等于 4。
🎯 最终标准答案
🏆 结论:
△ABN 的面积不变化,恒等于 4