题目内容
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(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,-
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.
(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,-
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解答:
解:(1)∵抛物线y=-
x2+mx+n经过A(-1,0),C(0,2).
解得:
,
∴抛物线的解析式为:y=-
x2+
x+2;
(2)∵y=-
x2+
x+2,
∴y=-
(x-
)2+
,
∴抛物线的对称轴是x=
.
∴OD=
.
∵C(0,2),
∴OC=2.
在Rt△OCD中,由勾股定理,得
CD=
.
∵△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(
,4),P2(
,
),P3(
,-
);
(3)当y=0时,0=-
x2+
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
,
解得:
,
∴直线BC的解析式为:y=-
x+2.
如图2,过点C作CM⊥EF于M,设E(a,-
a+2),F(a,-
a2+
a+2),
∴EF=-
a2+
a+2-(-
a+2)=-
a2+2a(0≤a≤4).
∵S四边形CDBF=S△BCD+S△CEF+S△BEF=
BD•OC+
EF•CM+
EF•BN,
=
×
×2+
a(-
a2+2a)+
(4-a)(-
a2+2a),
=-a2+4a+
(0≤a≤4).
=-(a-2)2+
∴a=2时,S四边形CDBF的面积最大=
,
∴E(2,1).
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解得:
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∴抛物线的解析式为:y=-
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(2)∵y=-
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∴y=-
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∴抛物线的对称轴是x=
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∴OD=
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∵C(0,2),
∴OC=2.
在Rt△OCD中,由勾股定理,得
CD=
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∵△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(
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(3)当y=0时,0=-
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∴x1=-1,x2=4,
∴B(4,0).
设直线BC的解析式为y=kx+b,由图象,得
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解得:
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∴直线BC的解析式为:y=-
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如图2,过点C作CM⊥EF于M,设E(a,-
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∴EF=-
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∵S四边形CDBF=S△BCD+S△CEF+S△BEF=
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=-a2+4a+
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=-(a-2)2+
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∴a=2时,S四边形CDBF的面积最大=
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∴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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