题目内容

16.已知:在平面直角坐标系xoy中,抛物线y=ax2+bx+c与直线y=mx+n相交于
A(0,-$\frac{1}{2}$),B(m-b,m2-mb+n)两点,其中a,b,c,m,n均为实数,且a≠0,m≠0
(1)①填空:c=-$\frac{1}{2}$,n=-$\frac{1}{2}$;
②求a的值.
小明思考:∵B(m-b,m2-mb+n) 在抛物线y=ax2+bx+c上
∴m2-mb+n=a(m-b)2+b(m-b)+c
…
请根据小明的解题过程直接写出a的值:a=1.
(2)若m=1,b=-2,设点P在抛物线y=ax2+bx+c上,且在直线AB的下方,求△ABP面积的取值范围;
(3)当-1≤x≤1时,求抛物线y=ax2+bx+c上到x轴距离最大的点的坐标.(用含b的代数式表示)

分析 (1)①把A点坐标分别代入抛物线和直线解析式,可分别求得c和n的值;②把B点坐标代入抛物线解析式,结合①整理可求得a的值;
(2)由条件可得出抛物线解析式和直线解析式,过P作PQ∥y轴,交直线AB于点Q,设P点坐标为(x,axx
x2+bx+c),则可表示出Q点坐标,从而可表示出PQ的长,可表示出△PAB的面积,再利用二次函数的性质可求得其最大值,可求得△ABP面积的取值范围;
(3)根据求得的抛物线解析式可求得顶点坐标、x=1、x=-1时对应的y值,再分-$\frac{b}{2}$≤-1,-1<-$\frac{b}{2}$≤0、0<-$\frac{b}{2}$≤1和-$\frac{b}{2}$>1四种情况分别讨论y的最大值即可求得求抛物线y=ax2+bx+c上到x轴距离最大的点的坐标.

解答 解:
(1)①∵n抛物线y=ax2+bx+c与直线y=mx+n相交于A(0,-$\frac{1}{2}$),
∴把A点坐标代入抛物线解析式可得c=-$\frac{1}{2}$,代入直线解析式可得n=-$\frac{1}{2}$,
故答案为:-$\frac{1}{2}$;-$\frac{1}{2}$;
②∵B(m-b,m2-mb+n)在抛物线y=ax2+bx+c上,
∴m2-mb+n=a(m-b)2+b(m-b)+c,
∵c=n=-$\frac{1}{2}$,
∴m2-mb=a(m-b)2+b(m-b),整理可得(a-1)(m-b)=0,
∵A、B不重合,
∴m-b≠0,
∴a-1=0,解得a=1,
故答案为:1;
(2)若m=1,b=-2,则直线AB解析式为y=x-$\frac{1}{2}$,抛物线解析式为y=x2-2x-$\frac{1}{2}$,
如图,过P作PQ∥y轴,交直线AB于点Q,

设P(x,x2-2x-$\frac{1}{2}$),则Q(x,x-$\frac{1}{2}$),
∵P点在直线AB下方,
∴PQ=(x-$\frac{1}{2}$)-(x2-2x-$\frac{1}{2}$)=-x2+3x,
∵B(3,$\frac{5}{2}$),
∴点B到PQ的距离为3-x,点A到PQ的距离为x,
∴S△PAB=$\frac{1}{2}$(-x2+3x)(3-x)+$\frac{1}{2}$(-x2+3x)x=$\frac{1}{2}$(-x2+3x)×3=-$\frac{3}{2}$(x2-3x)=-$\frac{3}{2}$(x-$\frac{3}{2}$)2+$\frac{27}{8}$
∴△ABP面积的最大值为$\frac{27}{8}$,
∴△ABP面积的取值范围为:0<S≤$\frac{27}{8}$;
(3)抛物线y=x2+bx-$\frac{1}{2}$的对称轴为x=-$\frac{b}{2}$,最小值为-$\frac{{b}^{2}+2}{4}$,
当x=-1时,y=$\frac{1}{2}$-b;当x=1时,y=$\frac{1}{2}$+b,
①当x=-$\frac{b}{2}$≤-1,即b≥2时,
|$\frac{1}{2}$+b|-|$\frac{1}{2}$-b|=$\frac{1}{2}$+b+$\frac{1}{2}$-b=1>0,
到x轴距离最大的点的坐标为(1,$\frac{1}{2}$+b);
②当-1<-$\frac{b}{2}$≤0,即0≤b<2时,
|$\frac{1}{2}$+b|-|-$\frac{{b}^{2}+2}{4}$|=$\frac{1}{2}$+b-$\frac{{b}^{2}+2}{4}$=b(1-$\frac{b}{4}$)>0,
∴到x轴距离最大的点的坐标为(1,$\frac{1}{2}$+b);
③当0<-$\frac{b}{2}$≤1,即-2≤b<0时,
|$\frac{1}{2}$-b|-|-$\frac{{b}^{2}+2}{4}$|=$\frac{1}{2}$-b-$\frac{{b}^{2}+2}{4}$=-b(1+$\frac{b}{4}$)>0,
∴到x轴距离最大的点的坐标为(-1,$\frac{1}{2}$-b);
④当x=-$\frac{b}{2}$>1,即b<-2时,
|$\frac{1}{2}$+b|-|$\frac{1}{2}$-b|=-$\frac{1}{2}$-b-($\frac{1}{2}$-b)=-1<0,
∴到x轴距离最大的点的坐标为(-1,$\frac{1}{2}$-b);
综上所述,当b≥0时,到x轴距离最大的点的坐标为(1,$\frac{1}{2}$+b);
当b<0时,到x轴距离最大的点的坐标为(-1,$\frac{1}{2}$-b).

点评 本题主要考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法、三角形的面积、二次函数的性质、分类讨论等知识.在(1)中注意待定系数法的步骤,在(2)中用P点坐标表示出△PAB的面积是解题的关键,在(3)中把问题转化成求函数的最大值是解题的关键.本题考查知识点较多,计算量较大,综合性很强,难度较大.

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