题目内容
10.如图,已知抛物线y=-$\frac{1}{3}$x2+bx+1与y轴交于点C,点A(0,-$\frac{1}{2}$),点B(1,0),直线AB与抛物线相交于点D,点E位于第一象限内,且在直线AD上方(不含点D)的抛物线上,连结EA、EB.(1)如图1,若点C关于抛物线对称轴的对称点是点D.
①求抛物线的解析式;
②设所得△ABE的面积为S,求S的取值范围.
(2)如图2,若点D的坐标为(-1,-1),连结CD、CB,记抛物线与x轴的交点为F,问:是否存在这样的点E,使得tan∠BDC×tan∠EBF=1?,若存在,请求出满足条件的点E的横坐标;若不存在,请说明理由.
分析 (1)①根据抛物线的对称轴x=$\frac{3}{2}$b及C(0,1)得点D的坐标为(3b,1),求出直线AB解析式,将点D坐标代入可得b的值;
②设过点E且与AB平行的直线为y=$\frac{1}{2}$x+k,当此直线与抛物线只有一个公共点时面积最大,即-$\frac{1}{3}$x2+x+1=$\frac{1}{2}$x+k只有一个实数根,从而求得k的值,即可知此直线与x轴的交点,结合直线的斜率得出△ABE的高,根据三角形的面积公式可得最大值,从而知S的范围;
(2)由点D(-1,-1)求得抛物线解析式,根据△DCB的面积得出C到直线AB的距离,从而知sin∠BDC=$\frac{\frac{3}{\sqrt{5}}}{\sqrt{5}}$=$\frac{3}{5}$、tan∠BDC=$\frac{3}{4}$,根据tan∠BDC×tan∠EBF=1知tan∠EBF=$\frac{4}{3}$,设E(x,-$\frac{1}{3}$x2+$\frac{5}{3}$x+1),有$\frac{-\frac{1}{3}{x}^{2}+\frac{5}{3}x+1}{x-1}$=$\frac{4}{3}$,解之可得.
解答 解:(1)①∵抛物线的对称轴为x=$\frac{3}{2}$b,且与y轴的交点C(0,1),
∴点D的坐标为(3b,1),
∵A(0,$\frac{1}{2}$)、B(1,0),
∴直线AB的解析式为y=$\frac{1}{2}$x-$\frac{1}{2}$,
将点D(3b,1)代入得:1=$\frac{3}{2}$b-$\frac{1}{2}$,
解得:b=1,
∴抛物线的解析式为y=-$\frac{1}{3}$x2+x+1;
②设过点E且与AB平行的直线为y=$\frac{1}{2}$x+k,
当此直线与抛物线只有一个公共点时面积最大,
∴-$\frac{1}{3}$x2+x+1=$\frac{1}{2}$x+k,即-$\frac{1}{3}$x2-$\frac{1}{2}$x+k-1=0,
由△=0可得$\frac{1}{4}$-$\frac{4}{3}$(k-1)=0,解得:k=$\frac{19}{16}$,
∴y=$\frac{1}{2}$x+$\frac{19}{16}$,与x轴的交点为(-$\frac{19}{8}$,0),
∴△ABE的高为($\frac{19}{8}$+1)sin∠ABO=$\frac{27}{8}$×$\frac{1}{\sqrt{5}}$,
∵AB=$\frac{\sqrt{5}}{2}$,
∴S的最大值为$\frac{1}{2}$×$\frac{27}{8}$×$\frac{1}{\sqrt{5}}$×$\frac{\sqrt{5}}{2}$=$\frac{27}{32}$,
∴0<S<$\frac{27}{32}$.
(2)将D(-1,-1)代入y=-$\frac{1}{3}$x2+bx+1,得:b=$\frac{5}{3}$,
∴y=-$\frac{1}{3}$x2+$\frac{5}{3}$x+1,![]()
∵△DCB的面积=$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{2}$×2=$\frac{3}{2}$,
∴C到直线AB的距离为$\frac{\frac{3}{2}×2}{\sqrt{5}}$=$\frac{3}{\sqrt{5}}$,
∴sin∠BDC=$\frac{\frac{3}{\sqrt{5}}}{\sqrt{5}}$=$\frac{3}{5}$,
∴tan∠BDC=$\frac{3}{4}$,
∵tan∠BDC×tan∠EBF=1,
∴tan∠EBF=$\frac{4}{3}$,
设E(x,-$\frac{1}{3}$x2+$\frac{5}{3}$x+1),
∴$\frac{-\frac{1}{3}{x}^{2}+\frac{5}{3}x+1}{x-1}$=$\frac{4}{3}$,
解得:x=$\frac{1+\sqrt{29}}{2}$或x=$\frac{1-\sqrt{29}}{2}$(舍),
∴点E的横坐标为$\frac{1+\sqrt{29}}{2}$.
点评 本题主要考查二次函数的综合,熟练掌握待定系数法求函数解析式、三角形的面积、三角函数的应用及点到直线的距离、平行线间的距离是解题的关键.
(1)若n(n≠0)是关于x的方程x2+mx-2n=0的根,求m+n的值;
(2)已知x,y为实数,且y=2$\sqrt{x-5}$+3$\sqrt{5-x}$-2.求2x-3y的值.
| A. | $\sqrt{2}$ | B. | $\sqrt{3-π}$ | C. | $\sqrt{{a}^{2}}$ | D. | $\sqrt{\frac{1}{2}}$ |