题目内容

在平面直角坐标系中,已知抛物线y=-
1
2
x2+bx+c(b,c为常数)的顶点为P,等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,-1),C的坐标为(4,3),直角顶点B在第四象限.

(1)如图,若该抛物线过A,B两点,求该抛物线的函数表达式;
(2)平移(1)中的抛物线,使顶点P在直线AC上滑动,且与AC交于另一点Q,取BC的中点N,连接NP,BQ,试探究
PQ
NP+BQ
是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.
考点:二次函数综合题
专题:
分析:(1)先求出点B的坐标,然后利用待定系数法求出抛物线的函数表达式;
(2)易得PQ=2
2
为定值,因此当NP+BQ取最小值时,
PQ
NP+BQ
有最大值.如答图2所示,作点B关于直线AC的对称点B′,由分析可知,当B′、Q、F(AB中点)三点共线时,NP+BQ最小,最小值为线段B′F的长度.
解答:解:(1)∵等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,-1),C的坐标为(4,3)
∴点B的坐标为(4,-1).
∵抛物线过A(0,-1),B(4,-1)两点,
c=-1
-
1
2
×16+4b+c=-1

解得:b=2,c=-1,
∴抛物线的函数表达式为:y=-
1
2
x2+2x-1.

(2)
PQ
NP+BQ
存在最大值.理由如下:
易知PQ=2
2
为定值,则当NP+BQ取最小值时,
PQ
NP+BQ
有最大值.

如答图2,取点B关于AC的对称点B′,易得点B′的坐标为(0,3),BQ=B′Q.
连接QF,FN,QB′,易得FN∥PQ,且FN=PQ,
∴四边形PQFN为平行四边形.
∴NP=FQ.
∴NP+BQ=FQ+B′Q≥FB′=
22+42
=2
5

∴当B′、Q、F三点共线时,NP+BQ最小,最小值为2
5

PQ
NP+BQ
的最大值为
2
2
2
5
=
10
5
点评:本题为二次函数中考压轴题,考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、一次函数、几何变换(平移,对称)、等腰直角三角形、平行四边形、轴对称-最短路线问题等知识点,考查了存在型问题和分类讨论的数学思想,试题难度较大.
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