题目内容

【题目】如图,抛物线与x轴交于A,B,与y轴交于点C(0,2),直线经过点A,C.

(1)求抛物线的解析式;

(2)点P为直线AC上方抛物线上一动点;

①连接PO,交AC于点E,求的最大值;

②过点P作PF⊥AC,垂足为点F,连接PC,是否存在点P,使△PFC中的一个角等于∠CAB的2倍?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】(1);(2)①有最大值1;②(2,3)或(,)

【解析】

(1)根据自变量与函数值的对应关系,可得A,C点坐标,根据代定系数法,可得函数解析式;

(2)①根据相似三角形的判定与性质,可得,根据平行于y轴直线上两点间的距离是较大的纵坐标减较小的纵坐标,可得二次函数,根据二次函数的性质,可得答案;

②根据勾股定理的逆定理得到△ABC是以∠ACB为直角的直角三角形,取AB的中点D,求得D(,0),得到DA=DC=DB=,过P作x轴的平行线交y轴于R,交AC于G,情况一:如图,∠PCF=2∠BAC=∠DGC+∠CDG,情况二,∠FPC=2∠BAC,解直角三角形即可得到结论.

(1)当x=0时,y=2,即C(0,2),

当y=0时,x=4,即A(4,0),

将A,C点坐标代入函数解析式,得

,

解得,

抛物线的解析是为;

(2)过点P向x轴做垂线,交直线AC于点M,交x轴于点N

,

∵直线PN∥y轴,

∴△PEM~△OEC,

∴

把x=0代入y=-x+2,得y=2,即OC=2,

设点P(x,-x2+x+2),则点M(x,-x+2),

∴PM=(-x2+x+2)-(-x+2)=-x2+2x=-(x-2)2+2,

∴=,

∵0<x<4,∴当x=2时,=有最大值1.

②∵A(4,0),B(-1,0),C(0,2),

∴AC=2,BC=,AB=5,

∴AC2+BC2=AB2,

∴△ABC是以∠ACB为直角的直角三角形,取AB的中点D,

∴D(,0),

∴DA=DC=DB=,

∴∠CDO=2∠BAC,

∴tan∠CDO=tan(2∠BAC)=,

过P作x轴的平行线交y轴于R,交AC的延长线于G,

情况一:如图

,

∴∠PCF=2∠BAC=∠PGC+∠CPG,

∴∠CPG=∠BAC,

∴tan∠CPG=tan∠BAC=,

即,

令P(a,-a2+a+2),

∴PR=a,RC=-a2+a,

∴,

∴a1=0(舍去),a2=2,

∴xP=2,-a2+a+2=3,P(2,3)

情况二,∴∠FPC=2∠BAC,

∴tan∠FPC=,

设FC=4k,

∴PF=3k,PC=5k,

∵tan∠PGC=,

∴FG=6k,

∴CG=2k,PG=3k,

∴RC=k,RG=k,PR=3k-k=k,

∴,

∴a1=0(舍去),a2=,

xP=,-a2+a+2=,即P(,),

综上所述:P点坐标是(2,3)或(,).

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