题目内容
【题目】如图,抛物线y=﹣x2+mx+n与x轴交于A,B两点,y与轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D.已知A(﹣1,0),C(0,3)
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在P点,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)在BC上方的抛物线上,是否存在点E,使得△BCE的面积最大?若存在,求出点E的坐标和△BCE的面积最大值;若不存在,说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)点P的坐标有四个,分别是(1,0)或(1,6)或(1, )或(1,﹣);(3)△BCE的面积最大为,此时E(, ).
【解析】
(1)把A、C两点的坐标代入y=-x2+mx+n,利用待定系数法即可求出二次函数的解析式;
(2)当△PCD是以CD为腰的等腰三角形时,可分两种情况讨论:①PC=CD;②PD=CD.设出点P的坐标,利用两点间的距离公式列出方程求解即可;
(3)设E(x,-x2+2x+3),过E作EF∥y轴,交直线BC于点F,交x轴于N,过C作CM⊥EF于M,根据S△BCE=S△CEF+S△BEF即可得出△BCE的面积关于x的函数关系式,进而求得E的坐标和△BCE的面积最大值.
(1)把A(﹣1,0),C(0,3)代入y=﹣x2+mx+n,
得:,解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴对称轴为直线x=1,
∴D(1,0).
设点P的坐标为(1,t),
∵C(0,3),
∴CD2=12+32=10.
当△PCD是以CD为腰的等腰三角形时,可分两种情况讨论:
①若PC=CD,则12+(t﹣3)2=10,解得t=0或6,
所以点P的坐标为(1,0)或(1,6);
②若PD=CD,则t2=10,解得t=±,
所以点P的坐标为(1,)或(1,﹣);
综上所述,点P的坐标有四个,分别是(1,0)或(1,6)或(1,)或(1,﹣);
(3)当y=0时,﹣x2+2x+3=0,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),
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.
如图,过E作EF∥y轴,交直线BC于点F,交x轴于N,过C作CM⊥EF于M,
设E(x,﹣x2+2x+3),则F(x,﹣x+3),
∴EF=(﹣x2+2x+3)﹣(﹣x+3)=﹣x2+3x(0<x<3),
∵S△BCE=S△CEF+S△BEF
=EFCM+EFBN
=EF(CM+BN)
=EFOB
=×3(﹣x2+3x)
=
=,
∴当x=时,△BCE的面积最大为,此时E(,).