如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点,其顶点为D,连接BD,点P是线段BD上一个动点(

发布时间:2020-08-08 10:44:39

如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点,其顶点为D,连接BD,点P是线段BD上一个动点(不与B、D重合),过点P作y轴的垂线,垂足为E,连接BE.
(1)求抛物线的解析式,并写出顶点D的坐标;
(2)如果P点的坐标为(x,y),△PBE的面积为s,求s与x的函数关系式,写出自变量x的取值范围,并求出s的最大值;
(3)在(2)的条件下,当s取得最大值时,过点P作x的垂线,垂足为F,连接EF,把△PEF沿直线EF折叠,点P的对应点为P′,请直接写出P′点坐标,并判断点P′是否在该抛物线上.

网友回答

解:(1)设y=a(x+1)(x-3),
把C(0,3)代入,得a=-1,
∴抛物线的解析式为:y=-x2+2x+3.
顶点D的坐标为(1,4).

(2)设直线BD解析式为:y=kx+b(k≠0),把B、D两点坐标代入,
得,
解得k=-2,b=6.
∴直线BD解析式为y=-2x+6.
s=PE?OE=xy=x(-2x+6)=-x2+3x,
∴s=-x2+3x(1<x<3)
s=-(x2-3x+)+=-(x-)2+.
∴当时,s取得最大值,最大值为.

(3)当s取得最大值,,y=3,
∴.
∴四边形PEOF是矩形.
作点P关于直线EF的对称点P′,连接P′E、P′F.
法一:过P′作P′H⊥y轴于H,P′F交y轴于点M.
设MC=m,∵CO∥PF,
∴∠2=∠PFC,
由对称可知∠PFC=∠P′FC,
∴∠2=∠P′FC,
则MF=MC=m,P′M=3-m,P′E=.
在Rt△P′MC中,由勾股定理,.
解得m=.
∵CM?P′H=P′M?P′E,
∴P′H=.
由△EHP′∽△EP′M,可得,EH=.
∴OH=3-.
∴P′坐标.
法二:连接PP′,交CF于点H,分别过点H、P′作PC的垂线,垂足为M、N.
易证△CMH∽△HMP.
∴.
设CM=k,则MH=2k,PM=4k.
∴PC=5k=,k=.
由三角形中位线定理,PN=8k=,P′N=4k=.
∴CN=PN-PC=-=,即x=-.
y=PF-P′N=3-
∴P′坐标(-,).
把P′坐标(-)代入抛物线解析式,不成立,所以P′不在抛物线上.
解析分析:(1)根据A,B,C三点的坐标,可以运用交点式法求得抛物线的解析式.再根据顶点的坐标公式求得抛物线的顶点坐标;
(2)根据B,D的坐标运用待定系数法求得直线BD的解析式,再根据三角形的面积公式以及y与x之间的函数关系式得到s与x之间的函数关系式.点P的横坐标即x的值位于点D和点B的横坐标之间.根据二次函数的顶点式即可分析其最值;
(3)根据(2)中的坐标得点E和点C重合.过P′作P′H⊥y轴于H,P′F交y轴于点M.要求P′H和OH的长.P′H的长可以运用直角三角形P′CM的面积进行计算.设MC=m,则MF=m,P′M=3-m,P′E=.根据勾股定理列方程求解,得到直角三角形P′CM的三边后,再根据直角三角形的面积公式进行计算.要求OH的长,已知点C的坐标,只需根据勾股定理进一步求得CH的长即可.把求得的点P的坐标代入抛物线解析式即可判断点P′是否在该抛物线上.

点评:能够熟练运用待定系数法求得函数的解析式;能够根据二次函数的解析式求得函数的最值;能够熟练运用几何知识,如勾股定理、相似三角形的性质进行计算,注意数形结合的思想.
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