题目内容
如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点,其顶点为D,连接BD,点P是线段BD上一个动点(不与B、D重合),过点P作y轴的垂线,垂足为E,连接BE.
(1)求抛物线的解析式,并写出顶点D的坐标;
(2)如果P点的坐标为(x,y),△PBE的面积为s,求s与x的函数关系式,写出自变量x的取值范围,并求出s的最大值;
(3)在(2)的条件下,当s取得最大值时,过点P作x的垂线,垂足为F,连接EF,把△PE
F沿直线EF折叠,点P的对应点为P′,请直接写出P′点坐标,并判断点P′是否在该抛物线上.
(1)求抛物线的解析式,并写出顶点D的坐标;
(2)如果P点的坐标为(x,y),△PBE的面积为s,求s与x的函数关系式,写出自变量x的取值范围,并求出s的最大值;
(3)在(2)的条件下,当s取得最大值时,过点P作x的垂线,垂足为F,连接EF,把△PE
(1)设y=a(x+1)(x-3),(1分)
把C(0,3)代入,得a=-1,(2分)
∴抛物线的解析式为:y=-x2+2x+3.(4分)
顶点D的坐标为(1,4).(5分)
(2)设直线BD解析式为:y=kx+b(k≠0),把B、D两点坐标代入,
得
,(6分)
解得k=-2,b=6.
∴直线BD解析式为y=-2x+6.(7分)
s=
PE•OE=
xy=
x(-2x+6)=-x2+3x,(8分)
∴s=-x2+3x(1<x<3)(9分)
s=-(x2-3x+
)+
=-(x-
)2+
.(10分)
∴当x=
时,s取得最大值,最大值为
.(11分)
(3)当s取得最大值,x=
,y=3,
∴P(
,3).(5分)
∴四边形PEOF是矩形.
作点P关于直线EF的对称点P′,连接P′E、P′F.
法一:过P′作P′H⊥y轴于H,P′F交y轴于点M.
设MC=m,∵CO∥PF,
∴∠2=∠PFC,
由对称可知∠PFC=∠P′FC,
∴∠2=∠P′FC,
则MF=MC=m,P′M=3-m,P′E=
.
在Rt△P′MC中,由勾股定理,(
)2+(3-m)2=m2.
解得m=
.
∵CM•P′H=P′M•P′E,
∴P′H=
.
由△EHP′∽△EP′M,可得
=
,EH=
.
∴OH=3-
=
.
∴P′坐标(-
,
).(13分)
法二:连接PP′,交CF于点H,分别过点H、P′作PC的垂线,垂足为M、N.
易证△CMH∽△HMP.
∴
=
=
.
设CM=k,则MH=2k,PM=4k.
∴PC=5k=
,k=
.
由三角形中位线定理,PN=8k=
,P′N=4k=
.
∴CN=PN-PC=
-
=
,即x=-
.
y=PF-P′N=3-
=
∴P′坐标(-
,
).(13分)
把P′坐标(-
,
)代入抛物线解析式,不成立,所以P′不在抛物线上.(14分)

把C(0,3)代入,得a=-1,(2分)
∴抛物线的解析式为:y=-x2+2x+3.(4分)
顶点D的坐标为(1,4).(5分)
(2)设直线BD解析式为:y=kx+b(k≠0),把B、D两点坐标代入,
得
|
解得k=-2,b=6.
∴直线BD解析式为y=-2x+6.(7分)
s=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
∴s=-x2+3x(1<x<3)(9分)
s=-(x2-3x+
| 9 |
| 4 |
| 9 |
| 4 |
| 3 |
| 2 |
| 9 |
| 4 |
∴当x=
| 3 |
| 2 |
| 9 |
| 4 |
(3)当s取得最大值,x=
| 3 |
| 2 |
∴P(
| 3 |
| 2 |
∴四边形PEOF是矩形.
作点P关于直线EF的对称点P′,连接P′E、P′F.
法一:过P′作P′H⊥y轴于H,P′F交y轴于点M.
设MC=m,∵CO∥PF,
∴∠2=∠PFC,
由对称可知∠PFC=∠P′FC,
∴∠2=∠P′FC,
则MF=MC=m,P′M=3-m,P′E=
| 3 |
| 2 |
在Rt△P′MC中,由勾股定理,(
| 3 |
| 2 |
解得m=
| 15 |
| 8 |
∵CM•P′H=P′M•P′E,
∴P′H=
| 9 |
| 10 |
由△EHP′∽△EP′M,可得
| EH |
| EP′ |
| EP′ |
| EM |
| 6 |
| 5 |
∴OH=3-
| 6 |
| 5 |
| 9 |
| 5 |
∴P′坐标(-
| 9 |
| 10 |
| 9 |
| 5 |
法二:连接PP′,交CF于点H,分别过点H、P′作PC的垂线,垂足为M、N.
易证△CMH∽△HMP.
∴
| CM |
| MH |
| MH |
| PM |
| 1 |
| 2 |
设CM=k,则MH=2k,PM=4k.
∴PC=5k=
| 3 |
| 2 |
| 3 |
| 10 |
由三角形中位线定理,PN=8k=
| 12 |
| 5 |
| 6 |
| 5 |
∴CN=PN-PC=
| 12 |
| 5 |
| 3 |
| 2 |
| 9 |
| 10 |
| 9 |
| 10 |
y=PF-P′N=3-
| 6 |
| 5 |
| 9 |
| 5 |
∴P′坐标(-
| 9 |
| 10 |
| 9 |
| 5 |
把P′坐标(-
| 9 |
| 10 |
| 9 |
| 5 |
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