题目内容
【题目】如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过A(﹣1,0)、B(4,0)、C(0,2)三点.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)点D是该二次函数图象上的一点,且满足∠DBA=∠CAO(O是坐标原点),求点D的坐标;
(3)点P是该二次函数图象上位于一象限上的一动点,连接PA分别交BC,y轴与点E、F,若△PEB、△CEF的面积分别为S1、S2 , 求S1﹣S2的最大值.
【答案】
(1)
解:由题意可得 ,解得 ,
∴抛物线解析式为y=﹣ x2+ x+2;
(2)
解:当点D在x轴上方时,过C作CD∥AB交抛物线于点D,如图1,
∵A、B关于对称轴对称,C、D关于对称轴对称,
∴四边形ABDC为等腰梯形,
∴∠CAO=∠DBA,即点D满足条件,
∴D(3,2);
当点D在x轴下方时,
∵∠DBA=∠CAO,
∴BD∥AC,
∵C(0,2),
∴可设直线AC解析式为y=kx+2,把A(﹣1,0)代入可求得k=2,
∴直线AC解析式为y=2x+2,
∴可设直线BD解析式为y=2x+m,把B(4,0)代入可求得m=﹣8,
∴直线BD解析式为y=2x﹣8,
联立直线BD和抛物线解析式可得 ,解得 或 ,
∴D(﹣5,﹣18);
综上可知满足条件的点D的坐标为(3,2)或(﹣5,﹣18);
(3)
解:过点P作PH∥y轴交直线BC于点H,如图2,
设P(t,﹣ t2+ t+2),
由B、C两点的坐标可求得直线BC的解析式为y=﹣ x+2,
∴H(t,﹣ t+2),
∴PH=yP﹣yH=﹣ t2+ t+2﹣(﹣ t+2)=﹣ t2+2t,
设直线AP的解析式为y=px+q,
∴ ,解得 ,
∴直线AP的解析式为y=(﹣ t+2)(x+1),令x=0可得y=2﹣ t,
∴F(0,2﹣ t),
∴CF=2﹣(2﹣ t)= t,
联立直线AP和直线BC解析式可得 ,解得x= ,即E点的横坐标为 ,
∴S1= PH(xB﹣xE)= (﹣ t2+2t)(5﹣ ),S2= ,
∴S1﹣S2= (﹣ t2+2t)(5﹣ )﹣ =﹣ t2+5t=﹣ (t﹣ )2+ ,
∴当t= 时,有S1﹣S2有最大值,最大值为 .
【解析】(1)由A、B、C三点的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;(2)当点D在x轴上方时,则可知当CD∥AB时,满足条件,由对称性可求得D点坐标;当点D在x轴下方时,可证得BD∥AC,利用AC的解析式可求得直线BD的解析式,再联立直线BD和抛物线的解析式可求得D点坐标;(3)过点P作PH∥y轴交直线BC于点H,可设出P点坐标,从而可表示出PH的长,可表示出△PEB的面积,进一步可表示出直线AP的解析式,可求得F点的坐标,联立直线BC和PA的解析式,可表示出E点横坐标,从而可表示出△CEF的面积,再利用二次函数的性质可求得S1﹣S2的最大值.
【考点精析】解答此题的关键在于理解二次函数的图象的相关知识,掌握二次函数图像关键点:1、开口方向2、对称轴 3、顶点 4、与x轴交点 5、与y轴交点,以及对二次函数的性质的理解,了解增减性:当a>0时,对称轴左边,y随x增大而减小;对称轴右边,y随x增大而增大;当a<0时,对称轴左边,y随x增大而增大;对称轴右边,y随x增大而减小.