题目内容
【题目】抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(5,0).
(1)求该抛物线所对应的函数解析式;
(2)该抛物线与直线y=
x+3相交于C、D两点,点P是抛物线上的动点且位于x轴下方,直线PM∥y轴,分别与x轴和直线CD交于点M、N.
①连结PC、PD,如图1,在点P运动过程中,△PCD的面积是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,说明理由;![]()
②连结PB,过点C作CQ⊥PM,垂足为点Q,如图2,是否存在点P,使得△CNQ与△PBM相似?若存在,求出满足条件的点P的坐标;若不存在,说明理由.![]()
【答案】
(1)
解:∵抛物线y=ax2+bx+3经过点A(1,0)和点B(5,0),
∴
,解得
,
∴该抛物线对应的函数解析式为y=
x2﹣
x+3
(2)
解:①∵点P是抛物线上的动点且位于x轴下方,
∴可设P(t,
t2﹣
t+3)(1<t<5),
∵直线PM∥y轴,分别与x轴和直线CD交于点M、N,
∴M(t,0),N(t,
t+3),
∴PN=
t+3﹣(
t2﹣
t+3)=﹣
(t﹣
)2+ ![]()
联立直线CD与抛物线解析式可得
,解得
或
,
∴C(0,3),D(7,
),
分别过C、D作直线PN的直线,垂足分别为E、F,如图1,
![]()
则CE=t,DF=7﹣t,
∴S△PCD=S△PCN+S△PDN=
PNCE+
PNDF=
PN=
[﹣
(t﹣
)2+
]=﹣
(t﹣
)2+
,
∴当t=
时,△PCD的面积有最大值,最大值为 ![]()
②存在.
![]()
∵∠CQN=∠PMB=90°,
∴当△CNQ与△PBM相似时,有
=
或
=
两种情况,
∵CQ⊥PM,垂足为Q,
∴Q(t,3),且C(0,3),N(t,
t+3),
∴CQ=t,NQ=
t+3﹣3=
t,
∴
=
,
∵P(t,
t2﹣
t+3),M(t,0),B(5,0),
∴BM=5﹣t,PM=0﹣(
t2﹣
t+3)=﹣
t2+
t﹣3,
当
=
时,则PM=
BM,即﹣
t2+
t﹣3=
(5﹣t),解得t=2或t=5(舍去),此时P(2,
);
当
=
时,则BM=
PM,即5﹣t=
(﹣
t2+
t﹣3),解得t=
或t=5(舍去),此时P(
,﹣
);
综上可知存在满足条件的点P,其坐标为(2,
)或(
,﹣
)
【解析】(1)由A、B两点的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;(2)①可设出P点坐标,则可表示出M、N的坐标,联立直线与抛物线解析式可求得C、D的坐标,过C、D作PN的垂线,可用t表示出△PCD的面积,利用二次函数的性质可求得其最大值;②当△CNQ与△PBM相似时有
=
或
=
两种情况,利用P点坐标,可分别表示出线段的长,可得到关于P点坐标的方程,可求得P点坐标.
【考点精析】利用相似三角形的判定与性质对题目进行判断即可得到答案,需要熟知相似三角形的一切对应线段(对应高、对应中线、对应角平分线、外接圆半径、内切圆半径等)的比等于相似比;相似三角形周长的比等于相似比;相似三角形面积的比等于相似比的平方.