题目内容

如图,二次函数y=ax2+bx-3的图象与x轴交于B、C两点(点B在点C的左侧),一次函数y=mx+n的图象经过点B和二次函数图象上另一点A,点A的坐标(4,3),tan∠ABC=
1
2

(1)求二次函数和一次函数的解析式;
(2)若点P在第四象限内的抛物线上,求△ABP面积S的最大值并求出此时点P的坐标;
(3)若点M在直线AB上,且与点A的距离是到x轴距离的
5
2
倍,求点M的坐标.
考点:二次函数综合题
专题:
分析:(1)过点A作AD⊥x轴于点D,则D(4,0),∠ADB=90°,在Rt△ADB中,根据正切函数的定义求出BD=6,则B点坐标为(-2,0),再将B,A两点的坐标代入y=ax2+bx-3,运用待定系数法求出二次函数的解析式;将B,A两点的坐标代入y=mx+n,运用待定系数法求出一次函数的解析式;
(2)根据(1)中求出的抛物线的解析式可设点P的坐标为(t,
1
2
t2-
1
2
t-3),过点P作PH垂直于x轴交AB于H点,则H(t,
1
2
t+1),用含t的代数式表示PH的长度,再根据S△ABP=
1
2
PH•BD,求出S△ABP=-
3
2
t2+3t+12,配方后根据二次函数的性质即可求解;
(3)根据(1)中求出的直线AB的解析式可设点M的坐标为(p,
1
2
p+1),由点M与点A的距离是它到x轴距离的
5
2
倍,列出关于p的方程,解方程即可.
解答:解:(1)过点A(4,3)作AD⊥x轴于点D,则D(4,0),∠ADB=90°.
在Rt△ADB中,∵tan∠ABD=
AD
BD
=
3
BD
=
1
2

∴BD=6,B点坐标为(-2,0).
将B(-2,0),A(4,3)代入y=ax2+bx-3,
4a-2b-3=0
16a+4b-3=3

解得:
a=
1
2
b=-
1
2

∴二次函数的解析式为y=
1
2
x2-
1
2
x-3;
将B(-2,0),A(4,3)代入y=mx+n,
-2m+n=0
4m+n=3
,解得
m=
1
2
n=1

∴一次函数解析式为y=
1
2
x+1;

(2)设点P的坐标为(t,
1
2
t2-
1
2
t-3),过点P作PH垂直于x轴交AB于H点,则H(t,
1
2
t+1),
∴PH=(
1
2
t+1)-(
1
2
t2-
1
2
t-3)=-
1
2
t2+t+4,
∴S△ABP=S△AHP+S△BHP=
1
2
PH•DM+
1
2
PH•BM=
1
2
PH•BD=
1
2
(-
1
2
t2+t+4)•6=-
3
2
t2+3t+12=-
3
2
(t-1)2+
27
2

∴当t=1即P点坐标为(1,-3)时,△ABP的面积S最大,此时S△ABP=
27
2


(3)设点M的坐标为(p,
1
2
p+1),
由题意,得
(p-4)2+(
1
2
p+1-3)2
=
5
2
×|
1
2
p+1|,
化简整理,得p2-12p+20=0,
解得p=2或10,
当p=2时,
1
2
p+1=
1
2
×2+1=2;
当p=10时,
1
2
p+1=
1
2
×10+1=6.
故所求点M的坐标为(2,2)或(10,6).
点评:本题综合考查了二次函数的图象与性质,待定系数法求函数(二次函数和一次函数)的解析式,三角形的面积,两点间的距离公式,平面直角坐标系内的点到坐标轴的距离等重要知识点,难度不是很大.运用数形结合及方程思想是解题的关键.
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