题目内容
【题目】如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(1,0),B(﹣3,0)
(1)求这条抛物线的解析式;
(2)设(1)中的抛物线交y轴于C点,在该抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得△QAC的周长最小?若存在,求出点Q的坐标;若不存在说明理由;
【答案】
(1)解:抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)(x+3),即y=﹣x2﹣2x+3;
(2)解:存在.
当x=0时,y=﹣x2﹣2x+3=3,则C(0,3),
抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
连接BC交直线x=﹣1于Q,如图,
∵点A与点B关于直线x=﹣1对称,
∴QA=QB,
∴QA+QC=QB+QC=BC,
∴此时QA+QC的值最小,
∴此时△QAC的周长最小,
设直线BC的解析式为y=kx+b,
把B(﹣3,0),C(0,3)代入得 ,解得 ,
∴直线BC的解析式为y=x+3,
当x=﹣1时,y=x+3=2,
∴满足条件的Q点的坐标为(﹣1,2);
;(3)(1)中抛物线在第二象限的图象是否存在一点P,使得△PBC的面积最大?若存在,求出点P的坐标及△PBC面积的最大值;若不存在,请说明理由.
解:存在.
过PD∥y轴交BC于P,如图,
设P(x,﹣x2﹣2x+3)(﹣3<x<0),则D(x,x+3),
∴PD=﹣x2﹣2x+3﹣(x+3)=﹣x2﹣3x,
∴S△PBC=S△PBD+S△PCD= 3PD=﹣ x2﹣ x=﹣ (x+ )2+ ,
当x=﹣ 时,S△PBC值最大,最大值为 ,
此时P点坐标为(﹣ , ).
【解析】(1)利用交点式可直接得到抛物线的解析式;(2)先确定C(0,3),抛物线的对称轴为直线x=﹣1,连接BC交直线x=﹣1于Q,如图,利用两点之间线段最短解决最短路径问题得到此时QA+QC的值最小,从而确定此时△QAC的周长最小,再利用待定系数法求出直线BC的解析式为y=x+3,然后计算自变量为﹣1时的一次函数值即可得到满足条件的Q点的坐标;(3)过PD∥y轴交BC于P,如图,设P(x,﹣x2﹣2x+3)(﹣3<x<0),则D(x,x+3),则PD可表示为﹣x2﹣3x,利用三角形面积公式得到S△PBC=﹣ x2﹣ x,然后利用二次函数的性质求解.