题目内容
2.如图,抛物线y=-x2+bx+c经过A(-1,0),C(0,3)两点,点B是抛物线与x 轴的另一个交点,作直线BC.点M是抛物线上一动点,过点M作MD⊥x轴,垂足为点D,交直线BC于点N,连结CM.设点M的横坐标为m,MN的长度为d.(1)求抛物线的解析式;
(2)当0<m<3时,求d关于m的函数关系式,并求出d的最大值;
(3)当0<m<3时,若△CMN是等腰直角三角形,请求出m的值.
分析 (1)把A、C坐标代入可求得抛物线解析式;
(2)先求得直线BC解析式,则可用m表示出N点坐标,则可求得d关于m的函数关系式,再利用函数的性质可求得d的最大值;
(3)由B、C坐标可知OB=OC,可知∠CNM=45°,故当△CMN是等腰直角三角形时有∠CMN=90°或∠MCN=90°,①当∠CMN=90°时,则可知CM∥x轴,可求得M点的纵坐标,则可求得m的值;②当∠MCN=90°时,则C到MN的距离等于MN的一半,利用(2)的函数关系式可得到关于m的方程,可求得m的值.
解答 解:
(1)∵抛物线y=-x2+bx+c经过A(-1,0),C(0,3)两点,
∴$\left\{\begin{array}{l}{-1-b+c=0}\\{c=3}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{b=2}\\{c=3}\end{array}\right.$,
∴抛物线解析式为y=-x2+2x+3;
(2)在y=-x2+2x+3中,令y=0可得0=-x2+2x+3,解得x=-1或x=3,
∴B(3,0),且C(0,3),
∴直线BC解析式为y=-x+3,
设M点横坐标为m,则M(m,-m2+2m+3),N(m,-m+3),
∵0<m<3,
∴点M在第一象限内,
∴d=-m2+2m+3-(-m+3)=-m2+3m=-(m-$\frac{3}{2}$)2+$\frac{9}{4}$,
∴当m=$\frac{3}{2}$时,d有最大值,d最大=$\frac{9}{4}$;
(3)∵B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC,
∴∠CNM=45°,
∴当△CMN是等腰直角三角形时有∠CMN=90°或∠MCN=90°,
①当∠CMN=90°时,如图1,![]()
则可知CM∥x轴,
∴M点的纵坐标为3,即-m2+2m+3=3,解得m=0(舍去)或m=2;
②当∠MCN=90°时,如图2,![]()
过C作CE⊥MN于点E,则MN=2CE,
即-m2+3m=2m,解得m=0(舍去)或m=1,
综上可知m的值为1或2.
点评 本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、二次函数的最值、等腰直角三角形的性质、方程思想及分类讨论思想等知识点.在(1)中注意待定系数法的应用步骤,在(2)中用m表示出MN的长是解题的关键,在(3)中确定出M的位置是解题的关键,注意方程的应用.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.
| A. | 1个 | B. | 2个 | C. | 3个 | D. | 4个 |
| A. | $\sqrt{27}$ | B. | $\sqrt{14}$ | C. | $\sqrt{\frac{1}{a}}$ | D. | $\sqrt{3{a}^{2}}$ |