题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(-1,O)、C(3,0),点B为抛物线顶点,直线BD为抛物线的对称轴,点D在x轴上,连接AB、BC.
⑴如图1,若∠ABC=60°,则点B的坐标为______________;
⑵如图2,若∠ABC=90°,AB与y轴交于点E,连接CE.
①求这条抛物线的解析式;
②点P为第一象限抛物线上一个动点,设△PEC的面积为S,点P的横坐标为m,求S关于m的函数关系武,并求出S的最大值;
③如图3,连接OB,抛物线上是否存在点Q,使直线QC与直线BC所夹锐角等于∠OBD,若存在请直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1) ;(2)① ;② ,S的最大值;③或.
【解析】
(1)∠ABC=60°,故△ABC为等边三角形,即可求解;
⑵①点B的坐标为(1,2),抛物线的表达式为:y=a(x-1)2+2,将点A的坐标代入上式,即可求解;
②分别求出直线AB、CE的表达式,过点P作PH∥y轴交EC于点H,用含m的式子表示出PH和OC,根据列出函数关系式并求出最值即可;
③在BD上作点F,使DF=BD,连接CF.过点F作FG∥x轴,分别交CQ于点M、交BC的延长线于点G,过点M作MH⊥CE于点H,则△CFG为等腰直角三角形,设HG=MH=n,求出,得到点M坐标为,进一步求出直线CM的表达式为:y=-3x+9;再将直线CM解析式与抛物线解析式联立成方程组,求解得点Q的坐标.
解:(1)∠ABC=60°,故△ABC为等边三角形,
AC=4,则
函数对称轴为x=1,故点B
故答案是;
(2)①AC=4,则点B的坐标为(1,2),
抛物线的表达式为:y=a(x-1)2+2,
将点A的坐标代入上式得:0=a(-2)2+2,解得:
函数的表达式为:;
②将点A、B坐标代入一次函数表达式:y=kx+b得:
解得:
直线AB的表达式为:y=x+1,则点E(0,1),
同理可得直线CE的表达式为:
过点P作PH∥y轴交EC于点H,
则点,点
则
∴S有最大值,当时,最大值为:
③存在,点Q的坐标为或.
理由:
如图3,在BD上作点F,使DF=BD,连接CF.过点F作FG∥x轴,分别交CQ于点M、交BC的延长线于点G,过点M作MH⊥CE于点H,则△CFG为等腰直角三角形,
∵AC=4,则
,QC与直线BC所夹锐角等于∠OBD,即:
设:HG=MH=n,则CH=2n,即
则点M坐标为
可解得直线CM的表达式为:y=-3x+9
将直线CM解析式与抛物线解析式联立成方程组,并解得或
即点Q的坐标为或