已知开口向上的抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(-3,0)、B(1,0)两点,与y轴交于C点,∠ACB不小于90°.
(1)求点C的坐标(用含a的代数式表示);
(2)求系数a的取值范围;
(3)设抛物线的顶点为D,求△BCD中CD边上的高h的最大值.
(4)设E,当∠ACB=90°,在线段AC上是否存在点F,使得直线EF将△ABC的面积平分?若存在,求出点F的坐标;若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)∵抛物线?y=ax2+bx+c过点A(-3,0),B(1,0),
∴消去b,得?c=-3a.
∴点C的坐标为(0,-3a),
答:点C的坐标为(0,-3a).
(2)当∠ACB=90°时,
∠AOC=∠BOC=90°,∠OBC+∠BCO=90°,∠ACO+∠BCO=90°,
∴∠ACO=∠OBC,
∴△AOC∽△COB,,
即?OC2=AO?OB,
∵AO=3,OB=1,
∴OC=,
∵∠ACB不小于90°,
∴OC≤,即-c≤,
由(1)得?3a≤,
∴a≤,
又∵a>0,
∴a的取值范围为0<a≤,
答:系数a的取值范围是0<a≤.
(3)作DG⊥y轴于点G,延长DC交x轴于点H,如图.
∵抛物线?y=ax2+bx+c交x轴于A(-3,0),B(1,0).
∴抛物线的对称轴为x=-1.
即-=-1,所以b=2a.
又由(1)有c=-3a.
∴抛物线方程为?y=ax2+2ax-3a,D点坐标为(-1,-4a).
于是?CO=3a,GC=a,DG=1.
∵DG∥OH,
∴△DCG∽△HCO,
∴,即,得?OH=3,表明直线DC过定点H(3,0).
过B作BM⊥DH,垂足为M,即BM=h,
∴h=HB?sin∠OHC=2?sin∠OHC.
∵0<CO≤,
∴0°<∠OHC≤30°,0<sin∠OHC≤.
∴0<h≤1,即h的最大值为1,
答:△BCD中CD边上的高h的最大值是1.
(4)由(1)、(2)可知,当∠ACB=90°时,,,
设AB的中点为N,连接CN,则N(-1,0),CN将△ABC的面积平分,
连接CE,过点N作NP∥CE交y轴于P,显然点P在OC的延长线上,从而NP必与AC相交,设其交点为F,连接EF,
因为NP∥CE,所以S△CEF=S△CEN,
由已知可得NO=1,,而NP∥CE,
∴,得?,
设过N、P两点的一次函数是y=kx+b,则,
解得:,
即?,①
同理可得过A、C两点的一次函数为?,②
解由①②组成的方程组得,,
故在线段AC上存在点满足要求.
答:当∠ACB=90°,在线段AC上存在点F,使得直线EF将△ABC的面积平分,点F的坐标是(-,-).
解析分析:(1)由抛物线?y=ax2+bx+c过点A(-3,0),B(1,0),得出c与a的关系,即可得出C点坐标;(2)利用已知得出△AOC∽△COB,进而求出OC的长度,即可得出a的取值范围;(3)作DG⊥y轴于点G,延长DC交x轴于点H,得出抛物线的对称轴为x=-1,进而求出△DCG∽△HCO,得出OH=3,过B作BM⊥DH,垂足为M,即BM=h,根据h=HB?sin∠OHC求出0°<∠OHC≤30°,得到0<sin∠OHC≤,即可求出