题目内容
【题目】某地要建造一个边长为2(单位:km)的正方形市民休闲公园OABC,将其中的区域ODC开挖成一个池塘,如图建立平面直角坐标系后,点D的坐标为(1,2),曲线OD是函数y=ax2图象的一部分,对边OA上一点M在区域OABD内作一次函数y=kx+b(k>0)的图象,与线段DB交于点N(点N不与点D重合),且线段MN与曲线OD有且只有一个公共点P,四边形MABN为绿化风景区:
(1)求证:b=﹣ ;
(2)设点P的横坐标为t,①用t表示M、N两点坐标;②将四边形MABN的面积S表示成关于t的函数S=S(t),并求S的最大值.
【答案】
(1)证明:函数y=ax2过点D(1,2),
代入计算得a=2,
∴y=2x2;
由 ,消去y得2x2﹣kx﹣b=0,
由线段MN与曲线OD有且只有一个公共点P,
得△=(﹣k)2﹣4×2×b=0,
解得b=﹣
(2)解:设点P的横坐标为t,则P(t,2t2);
①直线MN的方程为y=kx+b,
即y=kx﹣ 过点P,
∴kt﹣ =2t2,
解得k=4t;
y=4tx﹣2t2
令y=0,解得x= ,∴M( ,0);
令y=2,解得x= + ,∴N( + ,2);
②将四边形MABN的面积S表示成关于t的函数为
S=S(t)=2×2﹣ ×2×[ +( + )]=4﹣(t+ );
由t+ ≥2 = ,当且仅当t= ,即t= 时“=”成立,
所以S≤4﹣2 ;即S的最大值是4﹣
【解析】(1)根据函数y=ax2过点D,求出解析式y=2x2;由 ,消去y得△=0即可证明b=﹣ ;(2)写出点P的坐标(t,2t2),代入①直线MN的方程,用t表示出直线方程为y=4tx﹣2t2 , 令y=0,求出M的坐标;令y=2求出N的坐标; ②将四边形MABN的面积S表示成关于t的函数S(t),利用基本不等式求出S的最大值.