题目内容

10.如图,在平面直角坐标系xoy中,抛物线y=ax2+bx-4与x轴交于点A(-2,0)和点B,与y轴交于点C,直线x=1是该抛物线的对称轴.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若两动点M、H分别从点A、B以每秒1个单位长度的速度沿x轴同时出发相向而行,当点M到达原点时,点H立刻掉头,并以每秒$\frac{3}{2}$个单位长度的速度向点B方向移动,当点M到达抛物线的对称轴时,两点停止运动,经过点M的直线l⊥x轴,交AC或BC于点P,设点M的运动时间为t秒(t>0).求点M的运动时间t与△APH的面积S的函数关系式,并求出S的最大值.

分析 (1)根据抛物线y=ax2+bx-4与x轴交于点A(-2,0),直线x=1是该抛物线的对称轴,代入解析式,求出a、b即可,
(2)先求出OB、OC、AB的长和∠OBC的度数,分两种情况讨论当0<t≤2时,根据PM∥OC,求出PM=2t,根据BH=t,求出AH=6-t,得出S△AHP=$\frac{1}{2}$(6-t)×2t=-t2+6t,从而求出S的最大值,当2<t≤3时,根据BH求出AH,再求出BM,根据∠OBC=45°,得出PM=6-t,S△AHP=-$\frac{3}{4}$t2+4t+3,从而求出S的最大值,最后进行比较即可.

解答 解:(1)∵抛物线y=ax2+bx-4与x轴交于点A(-2,0),直线x=1是该抛物线的对称轴,
∴$\left\{\begin{array}{l}{0=4a-2b-4}\\{-\frac{b}{2a}=1}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{a=\frac{1}{2}}\\{b=-1}\end{array}\right.$
∴y=$\frac{1}{2}$x2-x-4;
(2)∵抛物线y=ax2+bx-4与x轴交于点B,与y轴交于点C,
∴点B的坐标是(4,0)点C的坐标是(0,-4),
∴OB=OC=4,AB=6,
∴∠OBC=45°,
如图1:当0<t≤2时,
∵PM∥OC,
∴$\frac{AM}{OA}$=$\frac{PM}{OC}$,
∴$\frac{t}{2}$=$\frac{PM}{4}$,
∴PM=2t,
∵BH=t,
∴AH=6-t,
∴S△AHP=$\frac{1}{2}$AH•PM=$\frac{1}{2}$(6-t)×2t=-t2+6t,
∴S的最大值是8,
如图2:当2<t≤3时,
∵BH=2-(t-2)×$\frac{3}{2}$=5-$\frac{3}{2}$t,
∴AH=6-BH=1+$\frac{3}{2}$t,
∵AM=t,
∴BM=6-t,
∵∠OBC=45°,
∴BM=PM=6-t,
∴S△AHP=$\frac{1}{2}$AH•PM=$\frac{1}{2}$(1+$\frac{3}{2}$t)(6-t)=-$\frac{3}{4}$t2+4t+3,
∴S的最大值=$\frac{25}{3}$,
综上所述,S的最大值是$\frac{25}{3}$.

点评 此题考查了二次函数综合题,用到的知识点是二次函数的图象与性质、三角形的面积、平行线分线段成比例定理,关键是根据题意作出辅助线,注意分两种情况讨论.

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