题目内容
【题目】如图,已知直角坐标系中,A、B、D三点的坐标分别为A(8,0),B(0,4),D(﹣1,0),点C与点B关于x轴对称,连接AB、AC.
(1)求过A、B、D三点的抛物线的解析式;
(2)有一动点E从原点O出发,以每秒2个单位的速度向右运动,过点E作x轴的垂线,交抛物线于点P,交线段CA于点M,连接PA、PB,设点E运动的时间为t(0<t<4)秒,求四边形PBCA的面积S与t的函数关系式,并求出四边形PBCA的最大面积;
(3)抛物线的对称轴上是否存在一点H,使得△ABH是直角三角形?若存在,请直接写出点H的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)解:∵A(8,0),D(﹣1,0),
设过A、B、D三点的抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣8),将B(0,4)代入得﹣8a=4,
∴a=﹣ ,
∴抛物线的解析式为y=﹣ (x+1)(x﹣8)=﹣ x2+ x+4;
(2)解:△ABC中,AB=AC,AO⊥BC,则OB=OC=4,
∴C(0,﹣4).
由A(8,0)、B(0,4),得:直线AB:y=﹣ x+4;
依题意,知:OE=2t,即 E(2t,0);
∴P(2t,﹣2t2+7t+4)、Q(2t,﹣t+4),PQ=(﹣2t2+7t+4)﹣(﹣t+4)=﹣2t2+8t;
S=S△ABC+S△PAB= ×8×8+ ×(﹣2t2+8t)×8=﹣8t2+32t+32=﹣8(t﹣2)2+64;
∴当t=2时,S有最大值,且最大值为64;
(3)解:存在,
∵抛物线的对称轴为:x= = ,
∴设H( ,m),
∵A(8,0),B(0,4),
∴AH2=(8﹣ )2+m2= +m2,AB2=82+42=80,BH2=( )2+(4﹣m)2=m2﹣8m+ ①当∠ABH=90°时,AH2=BH2+AB2,即 +m2=m2﹣8m+ +80,
解得:m=11,
∴H( ,11),
②当∠AHB=90°时,AH2+BH2=AB2, +m2+m2﹣8m+ =80,
解得:m=2± ,
∴H( ,2+ ),( ,2﹣ ),
③当∠BAH=90°时,AB2+AH2=HB2,即80+ +m2=m2﹣8m+ ,
解得:m=﹣9,
∴H( ,﹣9),
综上所述,H( ,11)或( ,2+ )或( ,2﹣ )或( ,﹣9).
【解析】(1)根据A(8,0),D(-1,0),设过A、B、D三点的抛物线的解析式为y=a(x+1)(x-8),将Ba,进而求得抛物线的解析式;
(2)把四边形PBCA可看作△ABC、△PBA两部分;△ABC的面积是定值,求出△PBA的面积表达式;再求出S、t的函数关系式后,由函数的性质可求得S的最大值;
(3)抛物线的对称轴为再,根据两点间的距离公式分三种情况:①当∠ABH=90°时,②当∠AHB=90°时,③当∠BAH=90°时,根据勾股定理列方程即可得到结论.