题目内容
【题目】如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与坐标轴分别交于点A(0,8)、B(8,0)和点E,动点C从原点O开始沿OA方向以每秒1个单位长度移动,动点D从点B开始沿BO方向以每秒1个单位长度移动,动点C、D同时出发,当动点D到达原点O时,点C、D停止运动.
(1)直接写出抛物线的解析式: ;
(2)求△CED的面积S与D点运动时间t的函数解析式;当t为何值时,△CED的面积最大?最大面积是多少?
(3)当△CED的面积最大时,在抛物线上是否存在点P(点E除外),使△PCD的面积等于△CED的最大面积?若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2+3x+8;(2)当t=5时,S最大=;(3)当△CED的面积最大时,在抛物线上存在点P(点E除外),使△PCD的面积等于△CED的最大面积,点P的坐标为:P(,﹣)或P(8,0)或P(,).
【解析】
试题分析:(1)将点A(0,8)、B(8,0)代入抛物线y=﹣x2+bx+c即可求出抛物线的解析式为:y=﹣x2+3x+8;
(2)根据题意得:当D点运动t秒时,BD=t,OC=t,然后由点A(0,8)、B(8,0),可得OA=8,OB=8,从而可得OD=8﹣t,然后令y=0,求出点E的坐标为(﹣2,0),进而可得OE=2,DE=2+8﹣t=10﹣t,然后利用三角形的面积公式即可求△CED的面积S与D点运动时间t的函数解析式为:S=﹣t2+5t,然后转化为顶点式即可求出最值为:S最大=;
(3)由(2)知:当t=5时,S最大=,进而可知:当t=5时,OC=5,OD=3,进而可得CD=,从而确定C(0,5),D(3,0)然后根据待定系数法求出直线CD的解析式为:y=﹣x+5,然后过E点作EF∥CD,交抛物线与点P,然后求出直线EF的解析式,与抛物线联立方程组解得即可得到其中的一个点P的坐标,然后利用面积法求出点E到CD的距离为:,然后过点D作DN⊥CD,垂足为N,且使DN=,然后求出N的坐标,然后过点N作NH∥CD,与抛物线交与点P,然后求出直线NH的解析式,与抛物线联立方程组求解即可得到其中的另两个点P的坐标.
解:(1)将点A(0,8)、B(8,0)代入抛物线y=﹣x2+bx+c得:,
解得:b=3,c=8,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+3x+8,
故答案为:y=﹣x2+3x+8;
(2)∵点A(0,8)、B(8,0),
∴OA=8,OB=8,
令y=0,得:﹣x2+3x+8=0,
解得:x18,x2=2,
∵点E在x轴的负半轴上,
∴点E(﹣2,0),
∴OE=2,
根据题意得:当D点运动t秒时,BD=t,OC=t,
∴OD=8﹣t,
∴DE=OE+OD=10﹣t,
∴S=DEOC=(10﹣t)t=﹣t2+5t,
即S=﹣t2+5t=﹣(t﹣5)2+,
∴当t=5时,S最大=;
(3)由(2)知:当t=5时,S最大=,
∴当t=5时,OC=5,OD=3,
∴C(0,5),D(3,0),
由勾股定理得:CD=,
设直线CD的解析式为:y=kx+b,
将C(0,5),D(3,0),代入上式得:
k=﹣,b=5,
∴直线CD的解析式为:y=﹣x+5,
过E点作EF∥CD,交抛物线与点P,如图1,
设直线EF的解析式为:y=﹣x+b,
将E(﹣2,0)代入得:b=﹣,
∴直线EF的解析式为:y=﹣x﹣,
将y=﹣x﹣,与y=﹣x2+3x+8联立成方程组得:
,
解得:,,
∴P(,﹣);
过点E作EG⊥CD,垂足为G,
∵当t=5时,S△ECD==,
∴EG=,
过点D作DN⊥CD,垂足为N,且使DN=,过点N作NM⊥x轴,垂足为M,如图2,
可得△EGD∽△DMN,
∴,
即:,
解得:DM=,
∴OM=,
由勾股定理得:MN==,
∴N(,),
过点N作NH∥CD,与抛物线交与点P,如图2,
设直线NH的解析式为:y=﹣x+b,
将N(,),代入上式得:b=,
∴直线NH的解析式为:y=﹣x+,
将y=﹣x+,与y=﹣x2+3x+8联立成方程组得:
,
解得:,,
∴P(8,0)或P(,),
综上所述:当△CED的面积最大时,在抛物线上存在点P(点E除外),使△PCD的面积等于△CED的最大面积,点P的坐标为:P(,﹣)或P(8,0)或P(,).