题目内容

如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(经过原点)与x轴相交于N点,直线y=kx+4与坐标轴分别相交于A、D两点,与抛物线相交于B(1,m)和C(2,2)两点,
(1)求直线与抛物线的表达式;
(2)求证:C点是△AOD的外心;
(3)若(1)中的抛物线,在x轴上方的部分,有一动点P(x,y),设∠PON=α,当sinα为何值时,△PON的面积有最大值?
(4)若P点保持(3)中运动路线,是否存在△PON,使得其面积等于△OCN面积的?若存在,求出动点P的位置;若不存在,请说出理由。

解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过原点,
∴其表达式可以写成y=ax2+bx,
∵直线y=kx+4与抛物线相交于B、C两点,
把两点的坐标代入y=kx+4,得,解得,
∴直线是y=-x+4,两点是B(1,3),C(2,2),
代入二次函数的表达式,得,解得,
∴y=-2x2+5x为抛物线的表达式。
(2)∵y=-x+4,令x=0,y=4;令y=0,x=4,
∴A(0,4),D(4,0),
∴AD=,
而OC=2,
∴OC=AD,
∴C是Rt△AOD的外心。
(3)通过分析知道,P为顶点时,S△OPN面积最大,
此时,P,
又∵方程-2x2+5x=0的两根是x1=0,x2=,即ON=,
∴OP=,
∴sinα=,
此时△PON有最大面积(底是相同的)。
(4)S△OCN=ON×2×=ON=,
S△OPN=·ON·PQ(P是PQ⊥NO的垂足)
,
令S△OPN:S△OCN=,
则,
得16x2-40x+9=0,
∴x1=,x2=,即两点分别是P1,P2,
即存在P1、P2两点。
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