题目内容
(2012•眉山)已知:如图,直线y=3x+3与x轴交于C点,与y轴交于A点,B点在x轴上,△OAB是等腰直角三角形.
(1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式;
(2)若直线CD∥AB交抛物线于D点,求D点的坐标;
(3)若P点是抛物线上的动点,且在第一象限,那么△PAB是否有最大面积?若有,求出此时P点的坐标和△PAB的最大面积;若没有,请说明理由.
(1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式;
(2)若直线CD∥AB交抛物线于D点,求D点的坐标;
(3)若P点是抛物线上的动点,且在第一象限,那么△PAB是否有最大面积?若有,求出此时P点的坐标和△PAB的最大面积;若没有,请说明理由.
分析:(1)求得直线y=3x+3与坐标轴的两交点坐标,然后根据OB=OA即可求得点B的坐标,然后利用待定系数法求得经过A、B、C三点的抛物线的解析式即可;
(2)首先利用待定系数法求得直线AB的解析式,然后根据CD∥AB得到两直线的k值相等,根据直线CD经过点C求得直线CD的解析式,然后求得直线CD和抛物线的交点坐标即可;
(3)本问关键是求出△ABP的面积表达式.这个表达式是一个关于P点横坐标的二次函数,利用二次函数求极值的方法可以确定P点的坐标.
(2)首先利用待定系数法求得直线AB的解析式,然后根据CD∥AB得到两直线的k值相等,根据直线CD经过点C求得直线CD的解析式,然后求得直线CD和抛物线的交点坐标即可;
(3)本问关键是求出△ABP的面积表达式.这个表达式是一个关于P点横坐标的二次函数,利用二次函数求极值的方法可以确定P点的坐标.
解答:解:(1)令y=3x+3=0得:x=-1,
故点C的坐标为(-1,0);
令x=0得:y=3x+3=3×0+3=3
故点A的坐标为(0,3);
∵△OAB是等腰直角三角形.
∴OB=OA=3,
∴点B的坐标为(3,0),
设过A、B、C三点的抛物线的解析式y=ax2+bx+c,
解得:
∴解析式为:y=-x2+2x+3;
(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,
∴
解得:
∴直线AB的解析式为:y=-x+3
∵线CD∥AB
∴设直线CD的解析式为y=-x+b
∵经过点C(-1,0),
∴-(-1)+b=0
解得:b=-1,
∴直线CD的解析式为:y=-x-1,
令-x-1=-x2+2x+3,
解得:x=-1,或x=4,
将x=4代入y=-x2+2x+3=-16+2×4+3=-5,
∴点D的坐标为:(4,-5);
(3)存在.如图1所示,设P(x,y)是第一象限的抛物线上一点,
过点P作PN⊥x轴于点N,则ON=x,PN=y,BN=OB-ON=3-x.
S△ABP=S梯形PNOA+S△PNB-S△AOB
=
(OA+PN)•ON+
PN•BN-
OA•OB
=
(3+y)•x+
y•(3-x)-
×3×3
=
(x+y)-
,
∵P(x,y)在抛物线上,∴y=-x2+2x+3,代入上式得:
S△PAB=
(x+y)-
=-
(x2-3x)=-
(x-
)2+
,
∴当x=
时,S△PAB取得最大值.
当x=
时,y=-x2+2x+3=
,
∴P(
,
).
所以,在第一象限的抛物线上,存在一点P,使得△ABP的面积最大;
P点的坐标为(
,
),最大值为:
.
故点C的坐标为(-1,0);
令x=0得:y=3x+3=3×0+3=3
故点A的坐标为(0,3);
∵△OAB是等腰直角三角形.
∴OB=OA=3,
∴点B的坐标为(3,0),
设过A、B、C三点的抛物线的解析式y=ax2+bx+c,
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解得:
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∴解析式为:y=-x2+2x+3;
(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,
∴
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解得:
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∴直线AB的解析式为:y=-x+3
∵线CD∥AB
∴设直线CD的解析式为y=-x+b
∵经过点C(-1,0),
∴-(-1)+b=0
解得:b=-1,
∴直线CD的解析式为:y=-x-1,
令-x-1=-x2+2x+3,
解得:x=-1,或x=4,
将x=4代入y=-x2+2x+3=-16+2×4+3=-5,
∴点D的坐标为:(4,-5);
(3)存在.如图1所示,设P(x,y)是第一象限的抛物线上一点,
过点P作PN⊥x轴于点N,则ON=x,PN=y,BN=OB-ON=3-x.
S△ABP=S梯形PNOA+S△PNB-S△AOB
=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
=
3 |
2 |
9 |
2 |
∵P(x,y)在抛物线上,∴y=-x2+2x+3,代入上式得:
S△PAB=
3 |
2 |
9 |
2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
3 |
2 |
27 |
8 |
∴当x=
3 |
2 |
当x=
3 |
2 |
15 |
4 |
∴P(
3 |
2 |
15 |
4 |
所以,在第一象限的抛物线上,存在一点P,使得△ABP的面积最大;
P点的坐标为(
3 |
2 |
15 |
4 |
27 |
8 |
点评:本题综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法求函数(二次函数和一次函数)的解析式、图形面积的表示方法等重要知识点,难度不是很大.注意第(3)问中图形面积的表示方法-并非直接用底乘以高,而是通过其他图形组合转化而来-这是压轴题中常见的技巧,需要认真掌握.
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