如图1所示,已知直线y=kx+m与x轴、y轴分别交于点A、C两点,抛物线y=-x2+bx+c经过A、C两点,点B是抛物线与x轴的另一个交点,当x=-时,y取最大值.(

发布时间:2020-08-05 03:22:31

如图1所示,已知直线y=kx+m与x轴、y轴分别交于点A、C两点,抛物线y=-x2+bx+c经过A、C两点,点B是抛物线与x轴的另一个交点,当x=-时,y取最大值.
(1)求抛物线和直线的解析式;
(2)设点P是直线AC上一点,且S△ABP:S△BPC=1:3,求点P的坐标;
(3)直线y=x+a与(1)中所求的抛物线交于点M、N,两点,问:
①是否存在a的值,使得∠MON=90°?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
②猜想当∠MON>90°时,a的取值范围.(不写过程,直接写结论)
(参考公式:在平面直角坐标系中,若M(x1,y1),N(x2,y2),则M、N两点之间的距离为|MN|=)

网友回答

解:(1)∵抛物线y=-x2+bx+c,当x=-时,y取最大值,
∴抛物线的解析式是:y=-(x+)2+,即y=-x2-x+6;
当x=0时,y=6,即C点坐标是(0,6),
当y=0时,-x2-x+6=0,解得:x=2或-3,
即A点坐标是(-3,0),B点坐标是(2,0).
将A(-3,0),C(0,6)代入直线AC的解析式y=kx+m,
得,
解得:,
则直线的解析式是:y=2x+6;

(2)过点B作BD⊥AC,D为垂足,
∵S△ABP:S△BPC=1:3,
∴=,
∴AP:PC=1:3,
由勾股定理,得AC==3.
①当点P为线段AC上一点时,过点P作PH⊥x轴,点H为垂足.
∵PH∥OC,
∴==,
∴PH=,
∴=2x+6,
∴x=-,
∴点P(-,);
②当点P在CA延长线时,作PG⊥x轴,点G为垂足.
∵AP:PC=1:3,
∴AP:AC=1:2.
∵PG∥OC,
∴==,
∴PG=3,
∴-3=2x+6,x=-,
∴点P(-,-3).
综上所述,点P的坐标为(-,)或(-,-3).

(3)设直线y=x+a与抛物线y=-x2-x+6的交点为M(xM,yM),N(xN,yN)(M在N左侧).
则,为方程组的解,
由方程组消去y整理,得:x2+x+a-6=0,
∴xM、xN是方程x2+x+a-6=0的两个根,
∴xM+xN=-,xM?xN=a-6,
∴yM?yN=(xM+a)(xN+a)=xM?xN+(xM+xN)+a2=(a-6)-a+a2.
①存在a的值,使得∠MON=90°.理由如下:
∵∠MON=90°,
∴OM2+ON2=MN2,即+++=(xM-xN)2+(yM-yN)2,
化简得xM?xN+yM?yN=0,
∴(a-6)+(a-6)-a+a2=0,
整理,得2a2+a-15=0,
解得a1=-3,a2=,
∴存在a值,使得∠MON=90°,其值为a=-3或a=;
②∵∠MON>90°,
∴OM2+ON2<MN2,即+++<(xM-xN)2+(yM-yN)2,
化简得xM?xN+yM?yN<0,
∴(a-6)+(a-6)-a+a2<0,
整理,得2a2+a-15<0,
解得-3<a<,
∴当∠MON>90°时,a的取值范围是-3<a<.
解析分析:(1)先根据抛物线y=-x2+bx+c,当x=-时,y取最大值,得到抛物线的顶点坐标为(-,),可写出抛物线的顶点式,再根据抛物线的解析式求出A、C的坐标,然后将A、C的坐标代入
y=kx+m,运用待定系数法即可求出直线的解析式;
(2)根据等高三角形的面积比等于底边比,因此两三角形的面积比实际是AP:PC=1:3,即3AP=PC,可先求出AC的长,然后分情况讨论:
①当P在线段AC上时,过点P作PH⊥x轴,点H为垂足.由PH∥OC,根据平行线分线段成比例定理求出PH的长,进而求出P点的坐标;
②当P在CA的延长线上时,由PG∥OC,根据平行线分线段成比例定理求出PG的长,进而求出P点的坐标;
(3)联立两函数的解析式,设直线y=x+a与抛物线y=-x2-x+6的交点为M(xM,yM),N(xN,yN)(M在N左侧),则xM、xN是方程x2+x+a-6=0的两个根,由一元二次方程根与系数关系得,xM+xN=-,xM?xN=a-6,进而求出yM?yN=(a-6)-a+a2.
①由于∠MON=90°,根据勾股定理得出OM2+ON2=MN2,据此列出关于a的方程,解方程即可求出a的值;
②由于∠MON>90°,根据勾股定理得出OM2+ON2<MN2,据此列出关于a的不等式,解不等式即可求出a的范围.

点评:本题考查了二次函数的综合题型,其中涉及到运用待定系数法求函数的解析式,二次函数的性质,三角形的面积,平行线分线段成比例定理,函数与方程的关系,勾股定理,钝角三角形三边的关系等知识,综合性较强,难度较大.运用分类讨论、数形结合及方程思想是解题的关键.
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