解题思路:(1)由抛物线经过A(4,0),B(1,0),C(0,-2)三点,利用待定系数法即可求得该抛物线的解析式;
(2)设D点的横坐标为t(0<t<4),则D点的纵坐标为-[1/2]t2+[5/2]t-2,过D作y轴的平行线交AC于E.即可求得DE的长,继而可求得S△DCA=-(t-2)2+4,然后由二次函数的性质,即可求得点D的坐标及△DCA面积的最大值;
(3)首先设P(m,-[1/2] m2+[5/2]m-2),由于PM⊥x轴,FN是对称轴,可得PM∥FN,当PM=FN时P、M、N、F的平面图是平行四边形,不是梯形,从而求出m的值为[3/2],根据题意可知求得P点的关于二次函数的对称轴的对称点P′,正好与A点重合,所以只能构成等腰三角形,构不成等腰梯形.
(1)∵该抛物线过点C(0,-2),
∴可设该抛物线的解析式为y=ax2+bx-2.
将A(4,0),B(1,0)代入y=ax2+bx-2,
得
16a+4b−2=0
a+b=0,
解得:
a=−
1
2
b=
5
2.
∴该抛物线的解析式为y=-[1/2]x2+[5/2]x-2.
(2)存在.
如图1,设D点的横坐标为t(0<t<4),则D点的纵坐标为-[1/2]t2+[5/2]t-2.
过D作y轴的平行线交AC于E.
设直线AC的解析式为:y=mx+n,
则
n=−2
4m+n=0
解得:
m=
1
2
n=−2,
由题意可求得直线AC的解析式为y=[1/2]x-2.
∴E点的坐标为(t,[1/2]t-2).
∴DE=-[1/2]t2+[5/2]t-2-([1/2]t-2)=-[1/2] t2+2t.
∴S△DCA=S△CDE+S△ADE=[1/2]×DE×OA=[1/2]×(-[1/2]t2+2t)×4=-t2+4t=-(t-2)2+4.
∴当t=2时,S最大=4.
∴当D(2,1),△DAC面积的最大值为4.
(3)存在.∵y=-[1/2]x2+[5/2]x-2=-[1/2](x-[5/2])2+[9/8].
∴F([5/2],[9/8])
①Ⅰ当P和F重合时,P、M、N、F成一条直线,不能构成梯形,此时m=[5/2].
Ⅱ如图2,设P(m,-[1/2]m2+[5/2]m-2)(0<m<[5/2]).作PM⊥x轴,FN是对称轴,
∴PM∥FN
∴当PM=FN时P、M、N、F的平面图是平行四边形,不是梯形.
由于N([5/2],-[3/4]),M(m,[1/2]m-2)
∴PM(-[1/2]m2+[5/2]m-2)-([1/2]m-2)=-[1/2]m2+2m,
FN=[9/8]-(-[3/4])=[15/8]
当PM=FN时
即:-[1/2]m2+2m=[15/8],解得m=[3/2],m=[5/2](舍去)
∴当m=[3/2],m=[5/2]时过P、M、N、F的平面图形不是梯形.
(3)四边形PMNF可能是等腰梯形.
过抛物线上的点P′垂直于x轴的直线交AC于M′,
由于m=[3/2]时,四边形PMNF是平行四边形,所以PF=MN,
根据抛物线的对称性,当m=[7/2]时,有P′F=M′N,此时梯形P′FNM′是等腰梯形.
点评:
本题考点: 二次函数综合题.
考点点评: 此题考查了待定系数法求函数的解析式、相似三角形的判定与性质以及二次函数的最值问题.此题难度较大,注意掌握方程思想、分类讨论思想与数形结合思想的应用