题目内容
【题目】如图,抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D.
(1)求A、B、C、D的坐标;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点E(m,n)是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,△CBF的面积最大?求出△CBF的最大面积及此时E点的坐标.
【答案】(1)A(﹣1,0),B(2,0),C(0,2),D(,0);(2)存在,( ,4)或(, )或(,﹣);(3)△CBF的面积最大为1,E(1,1)
【解析】试题分析:(1)令y=0,解关于x的一元二次方程即可得到点A、B的坐标,令x=0,求出y的值,即可得到点C的坐标,求出抛物线对称轴,然后写出点D的坐标;
(2)利用勾股定理求出CD,然后分①点C是顶角顶点时,利用等腰三角形三线合一的性质求解,②点D是顶角顶点时,分点P在点D的上方和下方两种情况写出点P的坐标;
(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,表示出EF,再根据S△CBF=S△CBE+S△BEF列式整理,然后根据二次函数的最值问题解答.
解:(1)令y=0,则-x2+x+2=0,
解得x1=-1,x2=2,
所以,A(-1,0),B(2,0),
令x=0,则y=2,
所以,点C(0,2),
对称轴为直线x= ,
所以,点D(,0);
(2)由(1)可知,OC=2,OD=,
所以,CD==,
①点C是顶角顶点时,由等腰三角形三线合一的性质得,点P的纵坐标为点C的2倍,即2×2=4,
所以,点P的坐标为(,4),
②点D是顶角顶点时,若点P在点D的上方,则P(, ),
若点P在点D的下方,则P(, ),
综上所述,抛物线对称轴上存在点P(,4)或(, )或(,﹣),使△PCD是以CD为腰的等腰三角形;
(3)可求直线BC的解析式为y=﹣x+2,
∵点E(m,n)是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,
∴EF=﹣m2+m+2﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m,
∴S△CBF=S△CEF+S△BEF= EF·OB =(﹣m2+2m)×2=﹣m2+2m=﹣(m﹣1)2+1,
∴当m=1时,△CBF的面积最大为1,此时,n=﹣1+2=1,所以,点E的坐标为(1,1).