题目内容
如图,直线y=x+2与抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)相交于A(![]()
,![]()
)和B(4,m),点P是线段AB上异于A、B的动点,过点P作PC⊥x轴于点D,交抛物线于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)是否存在这样的P点,使线段PC的长有最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;
(3)求△PAC为直角三角形时点P的坐标.
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【考点】二次函数综合题.
【专题】几何综合题;压轴题.
【分析】(1)已知B(4,m)在直线y=x+2上,可求得m的值,抛物线图象上的A、B两点坐标,可将其代入抛物线的解析式中,通过联立方程组即可求得待定系数的值.
(2)要弄清PC的长,实际是直线AB与抛物线函数值的差.可设出P点横坐标,根据直线AB和抛物线的解析式表示出P、C的纵坐标,进而得到关于PC与P点横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求出PC的最大值.
(3)当△PAC为直角三角形时,根据直角顶点的不同,有三种情形,需要分类讨论,分别求解.
【解答】解:(1)∵B(4,m)在直线y=x+2上,
∴m=4+2=6,
∴B(4,6),
∵A(![]()
,![]()
)、B(4,6)在抛物线y=ax2+bx+6上,
∴![]()
,解得![]()
,
∴抛物线的解析式为y=2x2﹣8x+6.
(2)设动点P的坐标为(n,n+2),则C点的坐标为(n,2n2﹣8n+6),
∴PC=(n+2)﹣(2n2﹣8n+6),
=﹣2n2+9n﹣4,
=﹣2(n﹣![]()
)2+![]()
,
∵PC>0,
∴当n=![]()
时,线段PC最大且为![]()
.
(3)∵△PAC为直角三角形,
i)若点P为直角顶点,则∠APC=90°.
由题意易知,PC∥y轴,∠APC=45°,因此这种情形不存在;
ii)若点A为直角顶点,则∠PAC=90°.
如答图3﹣1,过点A(![]()
,![]()
)作AN⊥x轴于点N,则ON=![]()
,AN=![]()
.
过点A作AM⊥直线AB,交x轴于点M,则由题意易知,△AMN为等腰直角三角形,
∴MN=AN=![]()
,∴OM=ON+MN=![]()
+![]()
=3,
∴M(3,0).
设直线AM的解析式为:y=kx+b,
则:![]()
,解得![]()
,
∴直线AM的解析式为:y=﹣x+3 ①
又抛物线的解析式为:y=2x2﹣8x+6 ②
联立①②式,解得:x=3或x=![]()
(与点A重合,舍去)
∴C(3,0),即点C、M点重合.
当x=3时,y=x+2=5,
∴P1(3,5);
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iii)若点C为直角顶点,则∠ACP=90°.
∵y=2x2﹣8x+6=2(x﹣2)2﹣2,
∴抛物线的对称轴为直线x=2.
如答图3﹣2,作点A(![]()
,![]()
)关于对称轴x=2的对称点C,
则点C在抛物线上,且C(![]()
,![]()
).
当x=![]()
时,y=x+2=![]()
.
∴P2(![]()
,![]()
).
∵点P1(3,5)、P2(![]()
,![]()
)均在线段AB上,
∴综上所述,△PAC为直角三角形时,点P的坐标为(3,5)或(![]()
,![]()
).
【点评】此题主要考查了二次函数解析式的确定、二次函数最值的应用以及直角三角形的判定、函数图象交点坐标的求法等知识.