题目内容

【题目】如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A,B(1,0)两点,与y轴交于点C,直线y=x﹣2经过A,C两点,抛物线的顶点为D.

(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;

(2)在直线AC上方的抛物线上存在一点P,使△PAC的面积最大,请直接写出P点坐标及△PAC面积的最大值;

(3)在y轴上是否存在一点G,使得GD+GB的值最小?若存在,求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=﹣x2+x﹣2;D(,);(2)P(2,1);△PAC的面积最大为4;(3)存在;G(0,).

【解析】

(1)利用一次函数是性质求得点A、C的坐标,然后把点A、B、C的坐标分别代入二次函数解析式,利用待定系数法求得二次函数解析式即可;将二次函数解析式转化为顶点式方程,可以直接得到答案;

(2)利用分割法求得△PAC的面积为二次函数的形式,利用二次函数最值的求法进行解答;

(3)利用轴对称-最短路径方法证得点G,结合一次函数图象上点的坐标特征求得点G的坐标.

(1)把x=0代入y=x﹣2中得:y=﹣2,

把y=0代入y=x﹣2中得:x=4,

∴A(4,0),C(0,﹣2),

把A(4,0),B(1,0),C(0,﹣2)分别代入y=ax2+bx+c,得,

解得.

则该抛物线的解析式为:y=﹣x2+x﹣2,

∴y=﹣x2+x﹣2=﹣(x﹣)2+,

∴顶点D(,);

(2)在直线AC的上方抛物线上存在点P(2,1),使△PAC的面积最大,最大值为4.理由如下:

如图1,过点P作PQ∥y轴交AC于Q,连接PC,PA.

设P(x,﹣x2+x﹣2),则Q(x,x﹣2).

∴PQ=﹣x2+x﹣2﹣(x﹣2)=﹣x2+2x=﹣(x﹣2)2+2.

又∵S△PAC=S△PQC+S△PQA

=xPQ+(4﹣x)PQ

=2PQ,

∴S△PAC=﹣(x﹣2)2+4.

∴当x=2时,S△PAC最大值为4,此时﹣x2+x﹣2=1,

∴在直线AC的上方抛物线上存在点P(2,1),使△PAC的面积最大,最大值为4;

(3)存在点G(0,)使得GD+GB的值最小.理由如下:

如图1,

作点B关于y轴的对称点B′,连接B′D交y轴于点G,则B′(﹣1,0),

设直线B′D的解析式为y=kx+b,

则,解得:,

∴直线B′D的解析式为y=x+,

把x=0代入,得y=,

∴存在点G(0,)使得GD+GB的值最小.

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