Question

如图1，在平面直角坐标系中，等腰直角△AOB的斜边OB在x轴上，顶点A的坐标为（3，3），AD为斜边上的高，抛物线y=ax²+2x与直线y=x交于点O，C，点C的横坐标为6，点P在x轴的正半轴上，过点P作PE∥y轴．交射线OA于点E．设点P的横坐标为m，以A，B，D，E为顶点的四边形的面积为S．
（1）求OA所在直线的解析式．
（2）求a的值．
（3）当m≠3时，求S与m的函数关系式．
（4）如图2，设直线PE交射线OC于点R，交抛物线于点Q，以RQ为一边，在RQ的右侧作矩形RQMN，其中RN=．直接写出矩形RQMN与△AOB重叠部分为轴对称图形时m的取值范围．

Answer

（1）已知了A点的坐标，即可求出正比例函数直线OA的解析式；
（2）根据C点的横坐标以及直线OC的解析式，可确定C点坐标，将其代入抛物线的解析式中即可求出待定系数a的值；
（3）已知了A点的坐标，即可求出OD、AD的长，由于△OAB是等腰直角三角形，即可确定OB的长；欲求四边形ABDE的面积，需要分成两种情况考虑：
①0＜m＜3时，P点位于线段OD上，此时阴影部分的面积为△AOB、△ODE的面积差；
②m＞3时，P点位于D点右侧，此时阴影部分的面积为△OBE、△OAD的面积差；
根据上述两种情况阴影部分的面积计算方法，可求出不同的自变量取值范围内，S、m的函数关系式；
（4）若矩形RQMN与△AOB重叠部分为轴对称图形，首先要找出其对称轴；
①由于直线OA的解析式为y=x，若设QM与OA的交点为H，那么∠QEH=45°，△QEH是等腰直角三角形；那么当四边形QRNM是正方形时，重合部分是轴对称图形，此时的对称轴为QN所在的直线；可得QR=RN，由此求出m的值；
②以QM、RN的中点所在直线为对称轴，此时AD所在直线与此对称轴重合，可得PD=RN=，由OP=OD-PD即可求出m的值；
③当P、D重合时，根据直线OC的解析式y=x知：RD=；此时R是AD的中点，由于RN∥x轴，且RN==DB，所以N点恰好位于AB上，RN是△ABD的中位线，此时重合部分是等腰直角三角形REN，由于等腰直角三角形是轴对称图形，所以此种情况也符合题意，此时OP=OD=3，即m=3；
当R在AB上时，根据直线OC的解析式可用m表示出R的纵坐标，即可得到PR、PB的表达式，根据PR=PB即可求出m的值；
根据上述三种轴对称情况所得的m的值，及R在AB上时m的值，即可求得m的取值范围．
【解析】
（1）设直线OA的解析式为y=kx，
则有：3k=3，k=1；
∴直线OA的解析式为y=x；

（2）当x=6时，y=x=3，
∴C（6，3）；
将C（6，3）代入抛物线的解析式中，
得：36a+12=3，a=-；
即a的值为-；

（3）根据题意，D（3，0），B（6，0）．
∵点P的横坐标为m，PE∥y轴交OA于点E，
∴E（m，m）．
当0＜m＜3时，如图1，
S=S△OAB-S△OED
=．
当m＞3时，如图2，
S=S△OBE-S△ODA
=
=．

（4）m=．
提示：
如图3、RQ=RN时，m=3-；
如图4、AD所在的直线为矩形RQMN的对称轴时，m=；
如图5、RQ与AD重合时，重叠部分为等腰直角三角形，m=3；
如图6、当点R落在AB上时，m=4，所以3≤m＜4．