题目内容
【题目】如图,对称轴是的抛物线
与
轴交于
两点,与
轴交于点
,
求抛物线的函数表达式;
若点
是直线
下方的抛物线上的动点,求
的面积的最大值;
若点
在抛物线对称轴左侧的抛物线上运动,过点
作
铀于点
,交直线
于点
,且
,求点
的坐标;
在对称轴上是否存在一点
,使
的周长最小,若存在,请求出
点的坐标和
周长的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2+
x﹣2;(2)△PBC面积的最大值为2;(3)P(﹣3,﹣
)或P(﹣5,
);(4)存在,点M(﹣1,﹣
),△AMC周长的最小值为
.
【解析】
(1)先由抛物线的对称性确定点B坐标,再利用待定系数法求解即可;
(2)先利用待定系数法求得直线BC的解析式,然后设出点P的横坐标为t,则可用含t的代数式表示出PE的长,根据面积的和差可得关于t的二次函数,再根据二次函数的性质可得答案;
(3)先设D(m,0),然后用m的代数式表示出E点和P点坐标,由条件可得关于m的方程,解出m的值即可得解;
(4)要使周长最小,由于AC是定值,所以只要使MA+MC的值最小即可,由于点B是点A关于抛物线对称轴的对称点,则点M就是BC与抛物线对称轴的交点,由于点M的横坐标已知,则其纵坐标易得,再根据勾股定理求出AC+BC,即为
周长的最小值.
解:(1)∵对称轴为x=﹣1的抛物线与x轴交于A(2,0),B两点,∴B(﹣4,0).
设抛物线解析式是:y=a(x+4)(x﹣2),把C(0,﹣2)代入,得:a(0+4)(0﹣2)=﹣2,解得a=,
所以该抛物线解析式是:y=(x+4)(x﹣2)=
x2+
x﹣2;
(2)设直线BC的解析式为:y=mx+n,把B(﹣4,0),C(0,﹣2)代入得:,解得:
,
∴直线BC的解析式为:y=﹣x﹣2,
作PQ∥y轴交BC于Q,如图1,设P(t,t2+
t﹣2),则Q(t,﹣
t﹣2),
∴PQ=﹣t﹣2﹣(
t2+
t﹣2)=﹣
t2﹣t,∴S△PBC=S△PBQ+S△PCQ=
PQ4=﹣
t2﹣2t=﹣
(t+2)2+2,
∴当t=﹣2时,△PBC面积有最大值,最大值为2;
(3)设D(m,0),∵DP∥y轴,∴E(m,﹣m﹣2),P(m,
m2+
m﹣2),
∵PE=OD,∴
,
∴m2+3m=0或m2+5m=0,解得:m=﹣3,m=0(舍去)或m=﹣5,m=0(舍去),
∴P(﹣3,﹣)或P(﹣5,
);
(4)∵点A、B关于抛物线的对称轴对称,∴当点M为直线BC与对称轴的交点时,MA+MC的值最小,如图2,此时△AMC的周长最小.
∵直线BC的解析式为y=﹣x﹣2x=﹣1,∴当x=﹣1时,y=﹣
.
∴抛物线对称轴上存在点M(﹣1,﹣)符合题意,此时△AMC周长的最小值为AC+BC=
.
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