题目内容
【题目】如图1,已知抛物线顶点C(1,4),且与y轴交于点D(0,3).
(1)求该抛物线的解析式及其与x轴的交点A、B的坐标;
(2)将直线AC绕点A顺时针旋转45°后得到直线AE,与抛物线的另一个交点为E,请求出点E的坐标;
(3)如图2,点P是该抛物线上位于第一象限的点,线段AP交BD于点M、交y轴于点N,△BMP和△DMN的面积分别为S1,S2,求S1﹣S2的最大值.
【答案】(1)点A、B的坐标分别为(﹣1,0)、(3,0);(2)点E(,);(3)S1﹣S2的最大值为.
【解析】
(1)设抛物线的表达式为:y=a(x-h)2+k=a(x-1)2+4,将点D的坐标代入上式,即可求解;
(2)构建△ACH,用解直角三角形的方法求出点H的坐标,进而求解;
(3)设S=S△ABM,则S1-S2=(S1+S)-(S+S2)=S△ABP-S△BDO,即可求解.
解:(1)设抛物线的表达式为:y=a(x﹣h)2+k=a(x﹣1)2+4,
将点D的坐标代入上式并解得:a=﹣1,
故抛物线的表达式为:y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3①;
令y=0,则x=﹣1或3,
故点A、B的坐标分别为:(﹣1,0)、(3,0);
(2)如图,设函数的对称轴交x轴于点G,交AE于点H,过点H作HN⊥AC于点N,
在△AGC中,tan∠ACG==tan∠HCN,
在Rt△CHN中,设HN=x,则CN=HNtan∠HCN=2x,
在Rt△ANH中,∠NAH=45°,则AN=NH=x,
故AC=AN+CN=3x=,
故x=,
在Rt△CHN中,CH=,
故点H(1,),
由点A、H的坐标得,直线AH的表达式为:y=x+②,
联立①②并解得:x=或﹣1(舍去﹣1),
故点E(,);
(3)设点P的坐标为(x,y),y=﹣x2+2x+3,
设S=S△ABM,
则S1﹣S2=(S1+S)﹣(S+S2)=S△ABP﹣S△BDO
=×AB×y﹣×OB×OD
=×4×y×3×3
=﹣2x2+4x+,
∵﹣2<0,故S1﹣S2有最大值,
当x=1时,其最大值为;
故S1﹣S2的最大值为.