题目内容

【题目】如图,在矩形OABC中,点O为原点,点A的坐标为(0,8),点C的坐标为(6,0).抛物线y=﹣ x2+bx+c经过点A、C,与AB交于点D.

(1)求抛物线的函数解析式;
(2)点P为线段BC上一个动点(不与点C重合),点Q为线段AC上一个动点,AQ=CP,连接PQ,设CP=m,△CPQ的面积为S.
①求S关于m的函数表达式;
②当S最大时,在抛物线y=﹣ x2+bx+c的对称轴l上,若存在点F,使△DFQ为直角三角形,请直接写出所有符合条件的点F的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】
(1)解:将A、C两点坐标代入抛物线,得

解得:

∴抛物线的解析式为y=﹣ x2+ x+8


(2)解:①∵OA=8,OC=6,

∴AC= =10,

过点Q作QE⊥BC与E点,

则sin∠ACB= = =

=

∴QE= (10﹣m),

∴S= CPQE= (10﹣m)=﹣ m2+3m;

②∵S= CPQE= (10﹣m)=﹣ m2+3m=﹣ (m﹣5)2+

∴当m=5时,S取最大值;

在抛物线对称轴l上存在点F,使△FDQ为直角三角形,

∵抛物线的解析式为y=﹣ x2+ x+8的对称轴为x=

D的坐标为(3,8),Q(34),

当∠FDQ=90°时,F1 ,8),

当∠FQD=90°时,则F2 ,4),

当∠DFQ=90°时,设F( ,n),

则FD2+FQ2=DQ2

+(8﹣n)2+ +(n﹣4)2=16,

解得:n=6±

∴F3 ,6+ ),F4 ,6﹣ ),

满足条件的点F共有四个,坐标分别为

F1 ,8),F2 ,4),F3 ,6+ ),F4 ,6﹣ ).


【解析】(1)将A、C两点坐标代入抛物线的解析式可得到关于b、c的方程组,接下来,解方程求得b、c的值,从而可求得抛物线的解析式;
(2)①先依据勾股定理求得AC的长,从而可表示CQ的长,然后过点Q作QE⊥BC与E点,依据锐角三角函数的定义可求得QE的长,然后依据三角形的面积公式可得到S与m的函数关系式;②先依据函数关系式求得当S最大值是m的值,从而可确定出点Q的坐标,然后再求得抛物线的对称轴从而得到点F的横坐标,然后再分为∠FDQ=90°,∠FQD=90°、∠DFQ=90°三种情况求得点F的纵坐标即可.

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