题目内容
【题目】如图1,点EF在直线l的同一侧,要在直线l上找一点K,使KE与KF的距离之和最小,我们可以作出点E关于l的对称点E′,连接FE′交直线L于点K,则点K即为所求.
(1)(实践运用)抛物线y=ax2+bx+c经过点A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,﹣3).如图2.
①求该抛物线的解析式;
②在抛物线的对称轴上找一点P,使PA+PC的值最小,并求出此时点P的坐标及PA+PC的最小值.
(2)(知识拓展)在对称轴上找一点Q,使|QA﹣QC|的值最大,并求出此时点Q的坐标.
【答案】(1)①y=x2﹣2x﹣3,②点P的坐标为(1,﹣2),PA+PC的最小值为3;(2)点Q的坐标为(1,﹣6).
【解析】分析:(1)①由点A、B的坐标可将抛物线的解析式变形为交点式,代入点C的坐标即可求出a值,此题得解;
②由点A、B关于抛物线的对称轴对称可得出连接BC交抛物线对称轴于点P,此时PA+PC的值最小,根据抛物线的解析式可求出其对称轴为直线x=1,由点B、C的坐标利用待定系数法可求出过点B、C的直线的解析式,代入x=1求出y值,由此即可得出点P的坐标,再利用勾股定理求出线段BC的长即可;
(2)连接AC并延长AC交抛物线对称轴与点Q,此时|QA﹣QC|的值最大,且|QA﹣QC|的最大值为线段AC的长(三角形两边之差小于第三边),由点A、C的坐标利用待定系数法可求出过点A、C的直线的解析式,代入x=1求出y值,由此即可得出点Q的坐标,此题得解.
详解:(1)①∵抛物线与x轴的交点为A(﹣1,0)、B(3,0),∴抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3).
∵抛物线过点C(0,﹣3),∴﹣3=(0+1)×(0﹣3)a,∴a=1,∴该抛物线的解析式为y=(x+1)(x﹣3)=x2﹣2x﹣3.
②∵点A、B关于抛物线的对称轴对称,∴连接BC交抛物线对称轴于点P,此时PA+PC的值最小,如图3所示.
∵抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,∴抛物线的对称轴为直线x=1.
利用待定系数法可求出过点B、C的直线为y=x﹣3,当x=1时,y=x﹣3=1﹣3=﹣2,∴点P的坐标为(1,﹣2),PA+PC的最小值为BC==3.
(2)连接AC并延长AC交抛物线对称轴与点Q,此时|QA﹣QC|的值最大,且|QA﹣QC|的最大值为线段AC的长,如图4所示.
利用待定系数法可求出过点A、C的直线为y=﹣3x﹣3,当x=1时,y=﹣3x﹣3=﹣3×1﹣3=﹣6,∴点Q的坐标为(1,﹣6).