题目内容
【题目】如图,已知抛物线(a为常数,且a>0)与x轴从左至右
依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线与抛物线的另一交
点为D,且点D的横坐标为﹣5.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)P为直线BD下方的抛物线上的一点,连接PD、PB, 求△PBD面积的最大值.
(3)设F为线段BD上一点(不含端点),连接AF,一动点M从点A出发,沿线段AF以每秒1个单位的速度运动到F,再沿线段FD以每秒2个单位的速度运动到D后停止,当点F的坐标是多少时,点M在整个运动过程中用时最少?
【答案】(1) (2) (3)当F坐标为(-2,)时,用时最少.
【解析】(1)首先求出A、B坐标,然后求出直线BD的解析式,求得点D坐标,代入抛物线解析式,求得a的值;
(2)用三角形的面积公式建立函数关系式,再确定出最大值;
(3)由题意,动点M运动的路径为折线AF+DFA,运动时间t=AF +DF. 如图,辅助线,将AF=DF转化为AF+FG;再由垂线段最短,得到线段AH与直线BD的交点,即为所求的F点.
解:(1)抛物线令y=0,解得x=-2或x=4,
∴A(-2,0),B(4,0).
∵直线经过点B(4,0),∴,解得,
∴直线BD解析式为:.
当x=-5时,y=3,∴D(-5,3).
∵点D(-5,)在抛物线上,
∴,∴.
∴抛物线的函数表达式为:.
(2)设P(m, )
∴
∴△BPD面积的最大值为.
(3)作DK∥AB,AH⊥DK,AH交直线BD于点F,
∵由(2)得,DN=,BN=9,容易得∠DBA=30°,∴∠BDH=30°,
∴FG=DF×sin30°=,
∴当且仅当AH⊥DK时,AF+FH最小,
点M在整个运动中用时为:t=,
∵lBD:,∴Fx=Ax=-2,F(-2,)
∴当F坐标为(-2,)时,用时最少.
“点睛”此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,三角形的面积公式,函数极值的求得方法,解(1)关键是用待定系数法求出点D的坐标,解(2)的关键是用三角形的面积公式建立函数关系式,解(3)的关键是作出辅助线,是一道难度比较大的中考常考题.