题目内容
【题目】如图,抛物线经过点A(1,0),B(5,0),C(0,
)三点,顶点为D,设点E(x,y)是抛物线上一动点,且在x轴下方.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点E(x,y)运动时,试求三角形OEB的面积S与x之间的函数关系式,并求出面积S的最大值?
(3)在y轴上确定一点M,使点M到D、B两点距离之和d=MD+MB最小,求点M的坐标.
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【答案】(1)y=
x2﹣4x+
;(2)S=﹣
(x﹣3)2+
(1<x<5),当x=3时,S有最大值
;(3)(0,﹣
)
【解析】
(1)设出解析式,由待定系数法可得出结论;
(2)点E在抛物线上,用x去表示y,结合三角形面积公式即可得出三角形OEB的面积S与x之间的函数关系式,再由E点在x轴下方,得出1<x<5,将三角形OEB的面积S与x之间的函数关系式配方,即可得出最值;
(3)找出D点关于y轴对称的对称点D′,结合三角形内两边之和大于第三边,即可确定当MD+MB最小时M点的坐标.
解:(1)设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,则
,解得:
.
故抛物线解析式为y=
x2﹣4x+
.
(2)过点E作EF⊥x轴,垂足为点F,如图1所示.
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E点坐标为(x,
x2﹣4x+
),F点的坐标为(x,0),
∴EF=0﹣(
x2﹣4x+
)=﹣
x2+4x﹣
.
∵点E(x,y)是抛物线上一动点,且在x轴下方,
∴1<x<5.
三角形OEB的面积S=
OBEF=
×5×(﹣
x2+4x﹣
)=﹣
(x﹣3)2+
(1<x<5=.
当x=3时,S有最大值
.
(3)作点D关于y轴的对称点D′,连接BD′,如图2所示.
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∵抛物线解析式为y=
x2﹣4x+
=
(x﹣3)2﹣
,
∴D点的坐标为(3,﹣
),
∴D′点的坐标为(﹣3,﹣
).
由对称的特性可知,MD=MD′,
∴MB+MD=MB+MD′,
当B、M、D′三点共线时,MB+MD′最小.
设直线BD′的解析式为y=kx+b,则
,解得:
,
∴直线BD′的解析式为y=
x﹣
.
当x=0时,y=﹣
,
∴点M的坐标为(0,﹣
).