题目内容
【题目】如图,平面直角坐标系中,二次函数y=x2﹣2x﹣3的部分图象与x轴交于点A、
B(A在B的左边),与y轴交于点C,连接BC,D为顶点.
(1)求∠OBC的度数;
(2)在x轴下方的抛物线上是否存在一点Q,使△ABQ的面积等于5?如存在,求Q点的坐标,如不存在,说明理由;
(3)点P是第四象限的抛物线上的一个动点(不与点D重合),过点P作PF⊥x轴交BC于点F,求线段PF长度的最大值.
【答案】(1)∠OBC=45°;(2)点Q的坐标为(,)或(,);(3)PF的最大值是.
【解析】
(1)由抛物线已知,则可求三角形OBC的各个顶点,易知三角形形状及内角.
(2)因为抛物线已固定,利用设点Q到AB的距离为a以及△ABQ的面积等于5,求出a的值,然后代入二次函数的表达式,即可求出Q点坐标;
(3)PF的长度即为yF-yP.由P、F的横坐标相同,则可直接利用解析式作差.由所得函数为二次函数,则可用二次函数性质讨论最值,解法常规.
(1)∵y=x2-2x-3=(x-3)(x+1),
∴当x=0时,y=-3,当y=0时,x=-1或x=3,
∴点C的坐标为(0,-3),点B(3,0),点A(-1,0),
∴OC=3,OB=3,
∴OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB,
∵∠BOC=90°,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
即∠OBC=45°;
(2)在x轴下方的抛物线上存在一点Q,使△ABQ的面积等于5,
∵点B(3,0),点A(-1,0),
∴AB=4,
设点Q到AB的距离为a,
∵△ABQ的面积等于5,
∴=5,得a=,
∵点Q在x轴下方,
∴点Q的纵坐标是-,
将y=-代入y=x2-2x-3,得
-=x2-2x-3,
解得,x=,
∴点Q的坐标为(,)或(,);
(3)
设过点C(0,-3)和点B(3,0)的直线解析式为y=kx+b,
,得,
∴直线BC的函数解析式为y=x-3,
设点P的坐标为(m,m2-2m-3),
将x=m代入y=x-3,得y=m-3,
∴点F的坐标为(m,m-3),
∴PF=m-3-(m2-2m-3)=-m2+3m=-(m-)2+,
∴当m=时,PF取得最大值,此时PF=,
即PF的最大值是.