已知:如图,抛物线y=-x2+bx+c的图象经过点A(1,0),B?(0,5)两点,该抛物线与x轴的另一交点为C.
(1)求这个抛物线的解析式和点C的坐标;
(2)在x轴上方的抛物线上有一动点D,其横坐标为m,设由A、B、C、D组成的四边形的面积为S.试求S与m的函数关系式,并说明m为何值时,S最大;
(3)P是线段OC上的一动点,过点P作PH⊥x轴,与抛物线交于H点,若直线BC把△PCH分成面积之比为2:3的两部分,请直接写出P点的坐标.
网友回答
解:(1)∵抛物线y=-x2+bx+c的图象经过点A(1,0),B?(0,5)两点,
∴,
解得,
∴抛物线解析式为y=-x2-4x+5,
令y=0,则-x2-4x+5=0,
解得x1=1,x2=-5,
∴点C的坐标为(-5,0);
(2)①如图1,点D在y轴左边时,过点D作DE⊥x轴于点E,
∵点D的横坐标为m,
∴DE=-m2-4m+5,OE=-m,CE=m-(-5)=m+5,
∴S=S△CDE+S梯形BDOE+S△AOB,
=CE?DE+(DE+OB)?OE+AO?BO,
=(m+5)×(-m2-4m+5)+(-m2-4m+5+5)×(-m)+×1×5,
=×5(-m2-4m+5)-×5m+×5,
=-(m2+5m)+15,
=-(m2+5m+)+×+15,
=-(m+)2+,
即S=-(m+)2+(-5<m<0),
所以,当m=-时,S有最大值,最大值为;
②如图2,点D在y轴右边时,过点D作DE⊥x轴于点E,
∵点D的横坐标为m,
∴DE=-m2-4m+5,OE=m,AE=1-m,
S=S△BOC+S梯形BOED+S△ADE,
=OC?OB+(DE+OB)?OE+AE?DE,
=×5×5+(-m2-4m+5+5)×m+(1-m)×(-m2-4m+5),
=×25+×5m+(-m2-4m+5),
=-(m2-m)+15,
=-(m2-m+)++15,
=-(m-)2+,
即S=-(m-)2+(0<m<1),
所以,当m=时,S有最大值,最大值为,
∵>,
∴当m=-时,S有最大值,最大值为;
(3)如图,∵B?(0,5),C(-5,0),
∴设直线BC的解析式为y=kx+n,则,
解得,
∴直线BC的解析式为y=x+5,
设点P的坐标为(x,0),PH与BC相交于点F,
则PF=x-(-5)=x+5,PH=-x2-4x+5,
∴HF=PH-PF=-x2-4x+5-x-5=-x2-5x,
∵直线BC把△PCH分成面积之比为2:3的两部分,
∴HF:PF=2:3或PF:HF=2:3,
即(-x2-5x):(x+5)=2:3或(x+5):(-x2-5x)=2:3,
整理得,2x2+13x+15=0或3x2+17x+10=0,
解得x1=-,x2=-5(舍去)或x3=-,x4=-5(舍去),
所以,点P的坐标为(-,0)或(-,0).
解析分析:(1)把点A、B的坐标代入抛物线解析式,解关于b、c的方程组求出b、c的值即可得到抛物线解析式,令y=0,解关于x的一元二次方程即可得到点C的坐标;
(2)①分点D在y轴左边时,过点D作DE⊥x轴于点E,再用m表示出DE、CE、OE的长度,然后根据S=S△CDE+S梯形BDOE+S△AOB,利用三角形的面积公式与梯形的面积公式列式整理即可;②点D在y轴右边时,过点D作DE⊥x轴于点E,再用m表示出DE、OE、AE的长度,然后根据S=S△BOC+S梯形BOED+S△ADE,利用三角形的面积公式与梯形的面积公式列式整理即可,根据x的取值范围结合二次函数的最值问题分别求出S的最大值,然后即可得解;
(3)利用待定系数法求一次函数解析式求出直线BC的解析式,设PH与BC相交于点F,点P的坐标为(x,0)然后表示出PF、HF的长度,再根据等高的三角形的面积的比等于底边的比,分HF:PF=2:3,PF:HF=2:3两种情况分别列式进行计算即可得解.
点评:本题是对二次函数的综合考查,主要利用了待定系数法求函数解析式,抛物线与x轴的交点问题,求不规则图形的面积,等高的三角形的面积的比等于底边的比的性质,分类讨论的思想,综合性较强,难度较大,且运算量非常大,需仔细分析并认真计算.