题目内容

如图,在平面直角坐标系中,直线y=
1
2
x+1与抛物线y=x2+bx+c将于A、B两点,点A在x轴上,点B的纵坐标为3,点P是直线AB下方抛物线上一点(不与A、B重合),过点P作x轴的垂线交直线AB于点C,作PD⊥AB于点D,连接PB、PA.
(1)求抛物线y=x2+bx+c的解析式;
(2)设点P的横坐标为m:
①用含有m的式子表示线段PC的长,当△PAB的面积最大时,求点P的坐标;
②若线段BC=DC,求m的值.
考点:二次函数综合题
专题:
分析:(1)在y=
1
2
x+1中,当y=0时,x=-2;当y=3时,x=4,依此可得A与B的坐标;将A与B坐标代入抛物线解析式求出c与b的值,即可确定出抛物线解析式;
(2)①设直线AB与y轴交于点E,由CP与y轴平行,得到∠ACP=∠AEO,求出AE与OA的长,得出sin∠AEO的值,即为sin∠ACP的值,由P的横坐标为m,分别代入直线与抛物线解析式得到两个纵坐标之差为PC的长,由PD=PCsin∠ACP表示出PD,利用二次函数的性质求出PD的最大值即可;
②若BC=DC,则△DCP面积与△BCP面积之比为1:1列出关于m的方程,求出方程的解得到m的值即可.
解答:解:(1)在y=
1
2
x+1中,当y=0时,x=-2;当y=3时,x=4.
则A(-2,0)、B(4,3),
将A、B分别代入y=x2+bx+c中,得
4-2b+c=0
16+4b+c=3
,
解得b=-
3
2
,c=-7
∴所求解析式为y=x2-
3
2
x-7.

(2)①设直线AB交y轴于点E,求得E(0,1),
∴∠ACP=∠AEO,
∴PD=PCsin∠ACP=
5
2
PC.
设P(m,m2-
3
2
m-7),则C(m,
1
2
m+1),
∴PC=(
1
2
m+1)-(m2-
3
2
m-7)=-m2+2m+8.
∴PD=
5
2
(-m2+2m+8)=-
5
2
(m-1)2+
9
5
2
.
∴PD的最大值为
9
5
2
,
则P点坐标为(1,-
15
2
).
②过D作DF⊥CP,过B作BG⊥PQ,交PC延长线与点Q,

∵sin∠ACP=
5
2
,
∴cos∠ACP=
5
5
,
在Rt△PDF中,DF=DP•sin∠DPC=DP•cos∠ACP=
5
5
×(-m2+2m+8)=-
5
5
(m2-2m-8),
又∵BG=4-m,BC=DC,
∴S△DCP=S△BCP
即
1
2
DF•CP=
1
2
BG•CP
∴-
5
5
(m2-2m-8)=4-m
解得:m=4或m=
5
-2.
故当m=4或m=
5
-2时,线段BC=DC.
点评:此题考查了二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求函数解析式,坐标与图形性质,二次函数的图象与性质,锐角三角函数定义,同角三角函数间的基本关系,以及三角形的面积求法.
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