题目内容

12.如图,直线l:y=-3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2-2ax+a+4(a<0)经过点B.
(1)求a的值,并写出抛物线的表达式;
(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M的横坐标为m,△ABM的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;
(3)经直线l绕点A按顺时针方向旋转得到直线l′,当直线l′与直线AM′重合时停止旋转,在旋转过程中,直线l′与线段BM′交于点C,设B、M′到直线l′的距离分别为d1、d2,当d1+d2最大时,请直接写出此时AC的值.

分析 (1)先确定出点B的坐标,代入抛物线解析式中求出抛物线解析式;
(2)先求出点A的坐标,表示出M的坐标,利用面积差即可建立函数关系式,即可求出最大面积;
(3)由(2)得出点M'的坐标,判断出当d1+d2取得最大值时,AC取得最小值,即:AC⊥B M′时,AC取得最小值,用最大面积即可求出结论.

解答 解:(1)把x=0代入y=-3x+3得y=3,
∴B(0,3),
把B(0,3)代入y=ax2-2ax+a+4,
∴3=a+4,
∴a=-1,
∴y=-x2+2x+3,

(2)令y=0代入得:0=-x2+2x+3,
∴x=-1或3,
∴抛物线与x轴的交点横坐标为-1和3,
∵M在抛物线上,且在第一象限内,
∴0<m<3,
令y=0代入y=-3x+3,
∴x=1,
∴A的坐标为(1,0),
由题意知:M的坐标为(m,-m2+2m+3),
S=S四边形OAMB-S△AOB
=S△OBM+S△OAM-S△AOB
=$\frac{1}{2}$×m×3+$\frac{1}{2}$×1×(-m2+2m+3)-$\frac{1}{2}$×1×3
=-$\frac{1}{2}$m2+$\frac{5}{2}$m
=-$\frac{1}{2}$(m-$\frac{5}{2}$)2+$\frac{25}{8}$
∴当m=$\frac{5}{2}$时,S取得最大值$\frac{25}{8}$;

(3)①由(2)可知:
当m=$\frac{5}{2}$时,y=-($\frac{5}{2}$)2+2×$\frac{5}{2}$+3=$\frac{7}{4}$,
∴M′的坐标为($\frac{5}{2}$,$\frac{7}{4}$); 
②如图,
过B点作BD垂直于l′于D点,过M′点作M′E垂直于l′于E点,
则BD=d1,M′E=d2,
∵S△ABM′=$\frac{1}{2}$×AC×(d1+d2)
当d1+d2取得最大值时,AC取得最小值,
∴AC⊥B M′时,AC取得最小值.
∵B(0,3)和M′($\frac{5}{2}$,$\frac{7}{4}$)
∴BM′=$\frac{5\sqrt{5}}{4}$,
∵S△ABM′=$\frac{1}{2}$×AC×BM′=$\frac{25}{8}$,
∴AC=$\sqrt{5}$.

点评 此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,三角形面积的计算,极值的确定,解(1)的关键是用待定系数法求出抛物线解析式,解(2)的关键是求出S与m的函数表达式,解(3)的关键是判断出AC⊥B M′时,AC取得最小值.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网