题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣3,0)、B(1,0),在y轴上有一点E(0,1),连接AE.
(1)求二次函数的表达式;
(2)若点D为抛物线在x轴负半轴下方的一个动点,求△ADE面积的最大值;
(3)抛物线对称轴上是否存在点P,使△AEP为等腰三角形?若存在,请直接写出所有P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) 二次函数解析式为y=x2+2x﹣3;(2) △ADE的面积取得最大值为;(3)点P的坐标为(﹣1,)或(﹣1,﹣)或(﹣1,﹣1)或(﹣1,﹣2)或(﹣1,4).
【解析】
(1)利用待定系数法求解可得;
(2)先求出直线的解析式为,作轴,延长交于点,设,则,,根据可得函数解析式,利用二次函数性质求解可得答案;
(3)先根据抛物线解析式得出对称轴为直线,据此设,由,知,,,再分,及三种情况分别求解可得.
解:(1)∵二次函数y=ax2+bx﹣3经过点A(﹣3,0)、B(1,0),
∴,
解得:,
∴二次函数解析式为y=x2+2x﹣3;
(2)设直线AE的解析式为y=kx+b,
∵过点A(﹣3,0),E(0,1),
∴,
解得:,
∴直线AE解析式为,
如图,过点D作DG⊥x轴于点G,延长DG交AE于点F,
设D(m,m2+2m﹣3),则F(),
∴DF=﹣m2﹣2m+3+m+1=﹣m2﹣m+4,
∴S△ADE=S△ADF+S△DEF
=×DF×AG+DF×OG
=×DF×(AG+OG)
=×3×DF
=(﹣m2﹣m+4)
=﹣m2﹣m+6
=﹣(m+)2+,
∴当m=时,△ADE的面积取得最大值为.
(3)∵y=x2+2x﹣3=(x+1)2﹣4,
∴抛物线对称轴为直线x=﹣1,
设P(﹣1,n),
∵A(﹣3,0),E(0,1),
∴AP2=(﹣1+3)2+(n﹣0)2=4+n2,AE2=(0+3)2+(1﹣0)2=10,PE2=(0+1)2+(1﹣n)2=(n﹣1)2+1,
①若AP=AE,则AP2=AE2,即4+n2=10,解得n=±,
∴点P(﹣1,)或(﹣1,﹣);
②若AP=PE,则AP2=PE2,即4+n2=(n﹣1)2+1,解得n=﹣1,
∴P(﹣1,﹣1);
③若AE=PE,则AE2=PE2,即10=(n﹣1)2+1,解得n=﹣2或n=4,
∴P(﹣1,﹣2)或(﹣1,4);
综上,点P的坐标为(﹣1,)或(﹣1,﹣)或(﹣1,﹣1)或(﹣1,﹣2)或(﹣1,4).