题目内容
【题目】某地要建造一个边长为2(单位:)的正方形市民休闲公园
,将其中的区域
开挖成一个池塘,如图建立平面直角坐标系后,点
的坐标为
,曲线
是函数
图像的一部分,过边
上一点
在区域
内作一次函数
(
)的图像,与线段
交于点
(点
不与点
重合),且线段
与曲线
有且只有一个公共点
,四边形
为绿化风景区.
(1)求证:;
(2)设点的横坐标为
,
①用表示
、
两点的坐标;
②将四边形的面积
表示成关于
的函数
,并求
的最大值.
【答案】(1)见解析(2)①M(,0),N(
,2)②S=4﹣(t
),其中0<t<1,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,利用△=0证明结论成立;
(2)①写出点P的坐标(t,2t2),代入直线MN的方程,用t表示出直线方程,
利用直线方程求出M、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),
利用基本不等式即可求出S的最大值.
(1)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)设点P的横坐标为t,则0<t<1,
∴点P(t,2t2);
①直线MN的方程为y=kx+b,
即y=kx过点P,
∴kt2t2,
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)=2×22×[
(
)]=4﹣(t
),其中0<t<1;
由t2
,当且仅当t
,即t
时“=”成立,
所以S≤4;即S的最大值是4
.
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