题目内容
【题目】如图1,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣5与x轴交于A(﹣1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点D是y轴上的一点,且以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似,求点D的坐标;
(3)如图2,CE∥x轴与抛物线相交于点E,点H是直线CE下方抛物线上的动点,过点H且与y轴平行的直线与BC,CE分别交于点F,G,试探究当点H运动到何处时,四边形CHEF的面积最大,求点H的坐标及最大面积;
(4)若点K为抛物线的顶点,点M(4,m)是该抛物线上的一点,在x轴,y轴上分别找点P,Q,使四边形PQKM的周长最小,求出点P,Q的坐标.
【答案】
(1)
解:∵点A(﹣1,0),B(5,0)在抛物线y=ax2+bx﹣5上,
∴ ,
∴ ,
∴抛物线的表达式为y=x2﹣4x﹣5
(2)
解:如图1,令x=0,则y=﹣5,
∴C(0,﹣5),
∴OC=OB,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
∴AB=6,BC=5 ,
要使以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似,则有 或 ,
①当 时,
CD=AB=6,
∴D(0,1),
②当 时,
∴ ,
∴CD= ,
∴D(0, ),
即:D的坐标为(0,1)或(0, )
(3)
解:设H(t,t2﹣4t﹣5),
∵CE∥x轴,
∴点E的纵坐标为﹣5,
∵E在抛物线上,
∴x2﹣4x﹣5=﹣5,∴x=0(舍)或x=4,
∴E(4,﹣5),
∴CE=4,
∵B(5,0),C(0,﹣5),
∴直线BC的解析式为y=x﹣5,
∴F(t,t﹣5),
∴HF=t﹣5﹣(t2﹣4t﹣5)=﹣(t﹣ )2+ ,
∵CE∥x轴,HF∥y轴,
∴CE⊥HF,
∴S四边形CHEF= CEHF=﹣2(t﹣ )2+ ,
当t= 时,四边形CHEF的面积最大为
(4)
解:如图2,∵K为抛物线的顶点,
∴K(2,﹣9),
∴K关于y轴的对称点K'(﹣2,﹣9),
∵M(4,m)在抛物线上,
∴M(4,﹣5),
∴点M关于x轴的对称点M'(4,5),
∴直线K'M'的解析式为y= x﹣ ,
∴P( ,0),Q(0,﹣ ).
【解析】(1)根据待定系数法直接抛物线解析式;(2)分两种情况,利用相似三角形的比例式即可求出点D的坐标;(3)先求出直线BC的解析式,进而求出四边形CHEF的面积的函数关系式,即可求出最大值;(4)利用对称性找出点P,Q的位置,进而求出P,Q的坐标.
【考点精析】本题主要考查了二次函数的性质和相似三角形的性质的相关知识点,需要掌握增减性: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;对应角相等,对应边成比例的两个三角形叫做相似三角形才能正确解答此题.