题目内容

(2012•朝阳)已知,如图,在平面直角坐标系中,Rt△ABC的斜边BC在x轴上,直角顶点A在y轴的正半轴上,A(0,2),B(-1,0).
(1)求点C的坐标;
(2)求过A、B、C三点的抛物线的解析式和对称轴;
(3)设点P(m,n)是抛物线在第一象限部分上的点,△PAC的面积为S,求S关于m的函数关系式,并求使S最大时点P的坐标;
(4)在抛物线对称轴上,是否存在这样的点M,使得△MPC(P为上述(3)问中使S最大时的点)为等腰三角形?若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
分析:(1)Rt△ABC中,AO⊥BC,且知道了OA、OB的长,由射影定理能求出OC的长,也就得到了点C的坐标.
(2)利用待定系数法即可确定抛物线的解析式,由x=-
b
2a
能求出抛物线的对称轴.
(3)首先求出直线AC的解析式,过点P作x轴的垂线,交直线AC于Q,在知道抛物线和直线AC解析式的情况下,用m表示出点P、Q的坐标,两点纵坐标差的绝对值即为线段PQ的长,而S=
1
2
AC•PQ,据此求得关于S、m的函数关系式,根据函数的性质即可确定S最大时点P的坐标.
(4)首先设出点M的坐标,然后列出△MPC的三边长,若该三角形是等腰三角形,根据①MP=MC、②MP=PC、③MC=PC列出等式求解即可.
解答:解:(1)在Rt△ABC中,AO⊥BC,OA=2,OB=1,
则:OC=
OA2
OB
=4,
∴C(4,0).

(2)设抛物线的解析式:y=a(x+1)(x-4),代入点A的坐标,得:
a(0+1)(0-4)=2,a=-
1
2

∴抛物线的解析式:y=-
1
2
(x+1)(x-4)=-
1
2
x2+
3
2
x+2,对称轴 x=
3
2
.

(3)设直线AC的解析式为:y=kx+2,代入点C(4,0),得:
4k+2=0,k=-
1
2

∴直线AC:y=-
1
2
x+2;
过点P作PQ⊥x轴于H,交直线AC于Q,设P(m,-
1
2
m2+
3
2
m+2)、
∴S梯形AOHP=
1
2
[2+(-
1
2
m2+
3
2
m+2)]m=-
1
4
m3+
3
4
m2+2m,
S△PHC=
1
2
(4-m)(-
1
2
m2+
3
2
m+2)=
1
4
m3-
7
4
m2+2m+4,
S△AOC=
1
2
×4×2=4,
S=S梯形AOHP+S△PHC-S△AOC=-m2+4m=-(m-2)2+4,
∴当m=2,即 P(2,3)时,S的值最大.

(4)依题意,设M(
3
2
,b),已知P(2,3)、C(4,0),则有:
MP2=b2-6b+
37
4
、MC2=b2+
25
4
、PC2=13;
当MP=MC时,b2-6b+
37
4
=b2+
25
4
,解得 b=
1
2
;
当MP=PC时,b2-6b+
37
4
=13,解得 b=
6±
51
2
;
当MC=PC时,b2+
25
4
=13,解得 b=±
3
3
2
;
综上,存在符合条件的M点,且坐标为 (
3
2
,
1
2
)、(
3
2
,
6+
51
2
)、(
3
2
,
6-
51
2
)、(
3
2
,
3
3
2
)、(
3
2
,-
3
3
2
).
点评:题目主要考查了利用待定系数法确定函数解析式、三角形面积的求法以及等腰三角形的判定和性质.类似(4)题:在等腰三角形的腰和底不确定的情况下,一定要进行分类讨论.
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