题目内容

如图,抛物线y=-
1
2
x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(-1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点E是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?求出四边形CDBF的最大面积及此时E点的坐标.
考点:二次函数综合题
专题:代数几何综合题,压轴题
分析:(1)由待定系数法建立二元一次方程组求出求出m、n的值即可;
(2)由(1)的解析式求出顶点坐标,再由勾股定理求出CD的值,再以点C为圆心,CD为半径作弧交对称轴于P1,以点D为圆心CD为半径作圆交对称轴于点P2,P3,作CE垂直于对称轴与点E,由等腰三角形的性质及勾股定理就可以求出结论;
(3)先求出BC的解析式,设出E点的坐标为(a,-
1
2
a+2),就可以表示出F的坐标,由四边形CDBF的面积=S△BCD+S△CEF+S△BEF求出S与a的关系式,由二次函数的性质就可以求出结论.
解答:解:(1)∵抛物线y=-
1
2
x2+mx+n经过A(-1,0),C(0,2).
解得:
m=
3
2
n=2
,
∴抛物线的解析式为:y=-
1
2
x2+
3
2
x+2;

(2)∵y=-
1
2
x2+
3
2
x+2,
∴y=-
1
2
(x-
3
2
)2+
25
8
,
∴抛物线的对称轴是x=
3
2
.
∴OD=
3
2
.
∵C(0,2),
∴OC=2.
在Rt△OCD中,由勾股定理,得
CD=
5
2
.
∵△CDP是以CD为腰的等腰三角形,
∴CP1=DP2=DP3=CD.
作CM⊥x对称轴于M,
∴MP1=MD=2,
∴DP1=4.
∴P1(
3
2
,4),P2(
3
2
,
5
2
),P3(
3
2
,-
5
2
);

(3)当y=0时,0=-
1
2
x2+
3
2
x+2
∴x1=-1,x2=4,
∴B(4,0).
设直线BC的解析式为y=kx+b,由图象,得
2=b
0=4k+b
,
解得:
k=-
1
2
b=2
,
∴直线BC的解析式为:y=-
1
2
x+2.
如图2,过点C作CM⊥EF于M,设E(a,-
1
2
a+2),F(a,-
1
2
a2+
3
2
a+2),
∴EF=-
1
2
a2+
3
2
a+2-(-
1
2
a+2)=-
1
2
a2+2a(0≤a≤4).
∵S四边形CDBF=S△BCD+S△CEF+S△BEF=
1
2
BD•OC+
1
2
EF•CM+
1
2
EF•BN,
=
1
2
×
5
2
×2
+
1
2
a(-
1
2
a2+2a)+
1
2
(4-a)(-
1
2
a2+2a),
=-a2+4a+
5
2
(0≤a≤4).
=-(a-2)2+
13
2

∴a=2时,S四边形CDBF的面积最大=
13
2
,
∴E(2,1).
点评:本题考查了待定系数法求一次函数的解析式的运用,二次函数的解析式的运用,勾股定理的运用,等腰三角形的性质的运用,四边形的面积的运用,解答时求出函数的解析式是关键.
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