题目内容
如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(-2,0),点B在x轴的正半轴上,
点M在y轴的负半轴上,且|AB|=6,cos∠OBM=
,点C是M关于x轴的对称点.
(1)求过A、B、C三点的抛物线的函数表达式及其顶点D的坐标;
(2)设直线CD交x轴于点E,在线段OB的垂直平分线上求一点P,使点P到直线CD的距离等于点P到原点的O距离;
(3)在直线CD上方(1)中的抛物线(不包括C、D)上是否存在点N,使四边形NCOD的面积最大?若存在,求出点N的坐标及该四边形面积的最大值;若不存在,请说明理由.
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(1)求过A、B、C三点的抛物线的函数表达式及其顶点D的坐标;
(2)设直线CD交x轴于点E,在线段OB的垂直平分线上求一点P,使点P到直线CD的距离等于点P到原点的O距离;
(3)在直线CD上方(1)中的抛物线(不包括C、D)上是否存在点N,使四边形NCOD的面积最大?若存在,求出点N的坐标及该四边形面积的最大值;若不存在,请说明理由.
(1)易知A(-2,0),B(4,0),C(0,8).
设抛物线的函数表达式为y=a(x+2)(x-4).
将C(0,8)代入,得a=-1.
∴过A、B、C三点的抛物线的函数表达式为:y=-x2+2x+8.
y=-x2+2x+8=-(x-1)2+9,
∴顶点为D(1,9).
(2)如图1,假设存在满足条件的点P,依题意,设P(2,t).
由C(0,8),D(1,9)得直线CD的函数表达式为:y=x+8.
设直线CD交x轴于点E,则E(-8,0).
∴CO=8=OE,∴∠DEO=45°.
设OB的中垂线交CD于H,交x轴于点G.
∴在Rt△HPF中,∠FHP=45°=∠HPF.
点P到CD的距离PF=
|10-t|.
又PO=
=
.
∵PF=PO,
∴
=
|10-t|.
化简,得t2+20t-92=0,
解得t=-10±8
.
∴存在点P1(2,-10+8
),P2(2,-10-8
)满足条件.
(3)如图2,过点N作直线NQ∥x轴交CD于点Q.设N(k,-k2+2k+8).
∵直线CD的函数表达式为y=x+8,
∴Q(-k2+2k,-k2+2k+8).
∴QN=|-k2+2k-k|=-k2+k.
S△CND=S△NQD+S△NQC
=
NQ•|yD-yQ|+
NQ•|yQ-yC|
=
(-k2+k)•|9-(-k2+2k+8)|+
(-k2+k)•|-k2+2k+8-8|
=
(-k2+k)(9+k2-2k-8-k2+2k)
=
(-k2+k).
而S四边形NCOD=S△CND+S△COD
=
(-k2+k)+
CO•|xD|
=
(-k2+k)+
× 8×1
=-
k2+
k+4
=-
(k-
)2+
.
∴当k=
时,四边形面积的最大为
,
此时N(k,-k2+2k+8)点坐标为:(
,
).

设抛物线的函数表达式为y=a(x+2)(x-4).
将C(0,8)代入,得a=-1.
∴过A、B、C三点的抛物线的函数表达式为:y=-x2+2x+8.
y=-x2+2x+8=-(x-1)2+9,
∴顶点为D(1,9).
(2)如图1,假设存在满足条件的点P,依题意,设P(2,t).
由C(0,8),D(1,9)得直线CD的函数表达式为:y=x+8.
设直线CD交x轴于点E,则E(-8,0).
∴CO=8=OE,∴∠DEO=45°.
设OB的中垂线交CD于H,交x轴于点G.
∴在Rt△HPF中,∠FHP=45°=∠HPF.
点P到CD的距离PF=
| ||
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又PO=
| t2+22 |
| t2+4 |
∵PF=PO,
∴
| t2+4 |
| ||
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化简,得t2+20t-92=0,
解得t=-10±8
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∴存在点P1(2,-10+8
| 3 |
| 3 |
(3)如图2,过点N作直线NQ∥x轴交CD于点Q.设N(k,-k2+2k+8).
∵直线CD的函数表达式为y=x+8,
∴Q(-k2+2k,-k2+2k+8).
∴QN=|-k2+2k-k|=-k2+k.
S△CND=S△NQD+S△NQC
=
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| 2 |
=
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=
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=
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而S四边形NCOD=S△CND+S△COD
=
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=
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=-
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=-
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∴当k=
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此时N(k,-k2+2k+8)点坐标为:(
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