已知:在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2-x+3(a≠0)交x轴于A、B两点,交y轴于点C,且对称轴为直线x=-2.(1)求该抛物线的解析式及顶点D的坐标;(2)若

发布时间:2020-08-12 15:34:23

已知:在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2-x+3(a≠0)交x轴于A、B两点,交y轴于点C,且对称轴为直线x=-2.
(1)求该抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)若点P(0,t)是y轴上的一个动点,请进行如下探究:
探究一:如图1,设△PAD的面积为S,令W=t?S,当0<t<4时,W是否有最大值?如果有,求出W的最大值和此时t的值;如果没有,说明理由;
探究二:如图2,是否存在以P、A、D为顶点的三角形与Rt△AOC相似?如果存在,求点P的坐标;如果不存在,请说明理由.(参考资料:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)对称轴是直线x=)

网友回答

解:(1)∵抛物线y=ax2-x+3(a≠0)的对称轴为直线x=-2.
∴,
∴,
∴.
∴D(-2,4).

(2)探究一:当0<t<4时,W有最大值.
∵抛物线交x轴于A、B两点,交y轴于点C,
∴A(-6,0),B(2,0),C(0,3),
∴OA=6,OC=3.
当0<t<4时,作DM⊥y轴于M,
则DM=2,OM=4.
∵P(0,t),
∴OP=t,MP=OM-OP=4-t.
∵S三角形PAD=S梯形OADM-S三角形AOP-S三角形DMP
=
=
=12-2t
∴W=t(12-2t)=-2(t-3)2+18
∴当t=3时,W有最大值,W最大值=18.
探究二:
存在.分三种情况:
①当∠P1DA=90°时,作DE⊥x轴于E,则OE=2,DE=4,∠DEA=90°,
∴AE=OA-OE=6-2=4=DE.
∴∠DAE=∠ADE=45°,,
∴∠P1DE=∠P1DA-∠ADE=90°-45°=45度.
∵DM⊥y轴,OA⊥y轴,
∴DM∥OA,
∴∠MDE=∠DEA=90°,
∴∠MDP1=∠MDE-∠P1DE=90°-45°=45度.
∴P1M=DM=2,.
此时,
又因为∠AOC=∠P1DA=90°,
∴Rt△ADP1∽Rt△AOC,
∴OP1=OM-P1M=4-2=2,
∴P1(0,2).
∴当∠P1DA=90°时,存在点P1,使Rt△ADP1∽Rt△AOC,
此时P1点的坐标为(0,2)
②当∠P2AD=90°时,则∠P2AO=45°,
∴,
∴.
∵,
∴.
∴△P2AD与△AOC不相似,此时点P2不存在.(结论,过程1分)
③当∠AP3D=90°时,以AD为直径作⊙O1,则⊙O1的半径,
圆心O1到y轴的距离d=4.
∵d>r,
∴⊙O1与y轴相离.
不存在点P3,使∠AP3D=90度.
∴综上所述,只存在一点P(0,2)使Rt△ADP与Rt△AOC相似.
解析分析:(1)由抛物线的对称轴求出a,就得到抛物线的表达式了;
(2)①下面探究问题一,由抛物线表达式找出A,B,C三点的坐标,作作DM⊥y轴于M,再由面积关系:SPAD=S梯形OADM-SAOP-SDMP得到t的表达式,从而W用t表示出来,转化为求最值问题.
②难度较大,运用分类讨论思想,可以分三种情况:
(1)当∠P1DA=90°时;(2)当∠P2AD=90°时;(3)当AP3D=90°时;思路搞清晰问题就好解决了.

点评:此题综合性较强,考查函数基本性质,三角形相似的性质,辅助线的作法,探究性问题,还运用分类讨论思想,难度大.
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