题目内容
【题目】如图,直线y=﹣ x+4交x轴于点A,交y轴于点C,抛物线y=ax2﹣ x+c过点A,交y轴于点B(0,﹣2)
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M为抛物线在第四象限部分上的一个动点,求四边形BMAC面积的最大值;
(3)点D为抛物线对称轴上一点,规定:d=|AD﹣BD|,探究d是否存在最大值?若存在,请直接写出d的最大值及此时点D的坐标.
【答案】
(1)
解:∵直线y=﹣ x+4交x轴于点A,交y轴于点C,
∴点A坐标为(3,0)、点C坐标为(0,4),
∵抛物线y=ax2﹣ x+c过点A,交y轴于点B(0,﹣2).
∴ ,解得: ,
∴抛物线解析式为y= x2﹣ x﹣2;
(2)
解:如图1所示,过点M作x轴的垂线,交直线y=﹣ x+4于点N.
设点M(x, x2﹣ x﹣2),则点N的坐标为(x,﹣ x+4).
∵MN∥BC,
∴MN和BC间的距离为x,MN=(﹣ x+4)﹣( x2﹣ x﹣2)=6﹣ x2,点A到MN的距离d=3﹣x,则四边形BMNC的面积S1= (BC+MN)x=6x﹣ x3,
△ANM的面积S2= MN(3﹣x)= x3﹣x2﹣3x+9,
∴四边形BMAC的面积S=S1+S2=6x﹣ x3+ x3﹣x2﹣3x+9=﹣x2+3x+9=﹣(x﹣ )2+ ,
∵0<x<3,
∴当x= 时,四边形BMAC面积的最大值为 .
(3)
解:如图2所示:记抛物线与x轴的另一个交点为E.
∵抛物线的对称为x=﹣ =1,A(3,0),
∴E(﹣1,0).
∴OE=1,EF=2.
∵点E与点A关于抛物线的对称轴对称,
∴ED=AD.
∴d=|AD﹣BD|=|ED﹣BD|.
∵当点E、B、D不在同一条直线上时,d=|ED﹣BD|<BE,当点E、B、D在同一条直线上时,d=|ED﹣BD|=BE,
∴d的最大值=BE= = .
∵OB∥DF,
∴△EOB∽△EFD.
∴ = ,即 = ,解得:DF=4.
∴D(1,﹣4).
【解析】(1)根据直线与坐标轴的交点得出点A、C坐标,再根据待定系数法求得抛物线解析式;(2)设点M(x, x2﹣ x﹣2),过点M作x轴的垂线,交直线y=﹣ x+4于点N,先求出四边形BMNC的面积S1= (BC+MN)x=6x﹣ x3 , △ANM的面积S2= MN(3﹣x)= x3﹣x2﹣3x+9,根据四边形BMAC的面积S=S1+S2得到四边形的面积与x的函数关系式,然后利用配方法求解即可;(3)记抛物线与x轴的另一个交点为E,抛物线的对称轴与x轴的交点为F,当点E、B、D在同一条直线上时,d有最大值,然后证明△EOB∽△EFD,依据相似三角形的性质可求得DF的长,从而可得到点D的坐标.
【考点精析】掌握二次函数的图象和二次函数的性质是解答本题的根本,需要知道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;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.