题目内容

如图,已知抛物线(b,c是常数,且c<0)与x轴分别交于点A,B(点A位于点B的左侧),与y轴的负半轴交于点C,点A的坐标为(-1,0).

(1)b= ,点B的横坐标为 (上述结果均用含c的代数式表示);

(2)连接BC,过点A作直线AE∥BC,与抛物线交于点E.点D是x轴上一点,其坐标为(2,0),当C,D,E三点在同一直线上时,求抛物线的解析式;

(3)在(2)的条件下,点P是x轴下方的抛物线上的一动点,连接PB,PC,设所得△PBC的面积为S.

①求S的取值范围;

②若△PBC的面积S为整数,则这样的△PBC共有 个.

(1) +c,-2c;(2) y=x2-x-2;;(3) +c,-2c;11.

【解析】

试题分析:(1)将A(-1,0)代入y=x2+bx+c,可以得出b=+c;根据一元二次方程根与系数的关系,得出-1•xB=,即xB=-2c;

(2)由y=x2+bx+c,求出此抛物线与y轴的交点C的坐标为(0,c),则可设直线BC的解析式为y=kx+c,将B点坐标代入,运用待定系数法求出直线BC的解析式为y=x+c;由AE∥BC,设直线AE得到解析式为y=x+m,将点A的坐标代入,运用待定系数法求出直线AE得到解析式为y=x+;解方程组,求出点E坐标为(1-2c,1-c),将点E坐标代入直线CD的解析式y=-x+c,求出c=-2,进而得到抛物线的解析式为y=x2-x-2;

(3)①分两种情况进行讨论:(Ⅰ)当-1<x<0时,由0<S<S△ACB,易求0<S<5;(Ⅱ)当0<x<4时,过点P作PG⊥x轴于点G,交CB于点F.设点P坐标为(x,x2-x-2),则点F坐标为(x,x-2),PF=PG-GF=-x2+2x,S=PF•OB=-x2+4x=-(x-2)2+4,根据二次函数的性质求出S最大值=4,即0<S≤4.则0<S<5;

②由0<S<5,S为整数,得出S=1,2,3,4.分两种情况进行讨论:(Ⅰ)当-1<x<0时,根据△PBC中BC边上的高h小于△ABC中BC边上的高AC=,得出满足条件的△PBC共有4个;(Ⅱ)当0<x<4时,由于S=-x2+4x,根据一元二次方程根的判别式,得出满足条件的△PBC共有7个;则满足条件的△PBC共有4+7=11个.

试题解析:(1)∵抛物线y=x2+bx+c过点A(-1,0),

∴0=×(-1)2+b×(-1)+c,

∴b=+c,

∵抛物线y=x2+bx+c与x轴分别交于点A(-1,0)、B(xB,0)(点A位于点B的左侧),

∴-1与xB是一元二次方程x2+bx+c=0的两个根,

∴-1•xB=,

∴xB=-2c,即点B的横坐标为-2c;

(2)∵抛物线y=x2+bx+c与y轴的负半轴交于点C,

∴当x=0时,y=c,即点C坐标为(0,c).

设直线BC的解析式为y=kx+c,

∵B(-2c,0),

∴-2kc+c=0,

∵c≠0,

∴k=,

∴直线BC的解析式为y=x+c.

∵AE∥BC,

∴可设直线AE得到解析式为y=x+m,

∵点A的坐标为(-1,0),

∴×(-1)+m=0,解得m=,

∴直线AE得到解析式为y=x+.

由,解得,,

∴点E坐标为(1-2c,1-c).

∵点C坐标为(0,c),点D坐标为(2,0),

∴直线CD的解析式为y=-x+c.

∵C,D,E三点在同一直线上,

∴1-c=-×(1-2c)+c,

∴2c2+3c-2=0,

∴c1=(与c<0矛盾,舍去),c2=-2,

∴b=+c=-,

∴抛物线的解析式为y=x2-x-2;

(3)①设点P坐标为(x,x2-x-2).

∵点A的坐标为(-1,0),点B坐标为(4,0),点C坐标为(0,-2),

∴AB=5,OC=2,直线BC的解析式为y=x-2.

分两种情况:

(Ⅰ)当-1<x<0时,0<S<S△ACB.

∵S△ACB=AB•OC=5,

∴0<S<5;

(Ⅱ)当0<x<4时,过点P作PG⊥x轴于点G,交CB于点F.

∴点F坐标为(x,x-2),

∴PF=PG-GF=-(x2-x-2)+(x-2)=-x2+2x,

∴S=S△PFC+S△PFB=PF•OB=(-x2+2x)×4=-x2+4x=-(x-2)2+4,

∴当x=2时,S最大值=4,

∴0<S≤4.

综上可知0<S<5;

②∵0<S<5,S为整数,

∴S=1,2,3,4.

分两种情况:

(Ⅰ)当-1<x<0时,设△PBC中BC边上的高为h.

∵点A的坐标为(-1,0),点B坐标为(4,0),点C坐标为(0,-2),

∴AC2=1+4=5,BC2=16+4=20,AB2=25,

∴AC2+BC2=AB2,∠ACB=90°,BC边上的高AC=.

∵S=BC•h,

∴h=S.

如果S=1,那么h=×1=<,此时P点有1个,△PBC有1个;

如果S=2,那么h=×2=<,此时P点有1个,△PBC有1个;

如果S=3,那么h=×3=<,此时P点有1个,△PBC有1个;

如果S=4,那么h=×4=<,此时P点有1个,△PBC有1个;

即当-1<x<0时,满足条件的△PBC共有4个;

(Ⅱ)当0<x<4时,S=-x2+4x.

如果S=1,那么-x2+4x=1,即x2-4x+1=0,

∵△=16-4=12>0,∴方程有两个不相等的实数根,此时P点有2个,△PBC有2个;

如果S=2,那么-x2+4x=2,即x2-4x+2=0,

∵△=16-8=8>0,∴方程有两个不相等的实数根,此时P点有2个,△PBC有2个;

如果S=3,那么-x2+4x=3,即x2-4x+3=0,

∵△=16-12=4>0,∴方程有两个不相等的实数根,此时P点有2个,△PBC有2个;

如果S=4,那么-x2+4x=4,即x2-4x+4=0,

∵△=16-16=0,∴方程有两个相等的实数根,此时P点有1个,△PBC有1个;

即当0<x<4时,满足条件的△PBC共有7个;

综上可知,满足条件的△PBC共有4+7=11个.

考点:二次函数综合题.

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