题目内容
【题目】在平面直角坐标系中,抛物线经过点A、B、C,已知A(-1,0),B(3,0),C(0,-3).
(1)求此抛物线的函数表达式;
(2)若P为线段BC上一点,过点P作轴的平行线,交抛物线于点D,当△BCD面积最大时,求点P的坐标;
(3)若M(m,0)是轴上一个动点,请求出CM+
MB的最小值以及此时点M的坐标.
【答案】(1);(2)P(
,
),面积最大为
;(3)CM+
MB最小值为
,M(
,0)
【解析】
(1)利用待定系数法即可求得此抛物线的解析式;(2)由待定系数法即可求得直线BC的解析式,设P(a,a-3),得出PD的长,列出S△BDC的表达式,化简成顶点式,即可求解;
(3)取G点坐标为(0,),过M点作MB′⊥BG,用B′M代替
BM,即可得出最小值的情况,再将直线BG、直线B′C的解析式求出,求得M点坐标和∠CGB的度数,再根据∠CGB的度数利用三角函数得出最小值B′C的值.
解:(1)∵抛物线经过点A、B、C,A(-1,0),B(3,0),C(0,-3),
代入表达式,解得a= 1,b=-2,c=-3,
∴故该抛物线解析式为:.
(2)令,
∴x1=-1,x2=3,
即B(3,0),
设直线BC的解析式为y=kx+b′,将B、C代入得:k=,1,b′=-3,
∴直线BC的解析式为y=x-3,
设P(a,a-3),则D(a,a2-2a-3),
∴PD=(a-3)-(a2-2a-3)= -a2+3a
S△BDC=S△PDC+S△PDB
=PD×3
=,
∴当a=时,△BDC的面积最大,且为为
,此时P(
,
);
(3)如图,取G点坐标为(0,),连接BG,
过M点作MB′⊥BG,∴B′M=BM,
当C、M、B′在同一条直线上时,CM+MB最小.
可求得直线BG解析式为:,
∵B′C⊥BG
故直线B′C解析式为为,
令y=0,则x=,
∴B′C与x轴交点为(,0)
∵OG=,OB=3,
∴∠CGB=60°,
∴B′C= CGsin∠CGB==
,
综上所述:CM+MB最小值为
,此时M(
,0).
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