题目内容

9.如图,抛物线y=-$\frac{1}{2}$x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(-1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点E是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?求出四边形CDBF的最大面积及此时E点的坐标.

分析 (1)利用待定系数法求抛物线的表达式;
(2)以CD为腰的等腰三角形有三个:①②以D为圆心,以CD为半径画弧交对称轴于P1、P2,③以C为圆心,以CD为半径画弧,交对称轴于P3,分别求出这三个点的坐标;
(3)先根据对称性求点B的坐标为(4,0),再求直线BC的解析式,设出点E和F的坐标,表示EF的长;则四边形BDCF的面积等于两个三角形面积的和,其中△BDC是定值,△BFC的面积=铅直高度与水平宽度的积,代入面积公式可求得S的解析式,求最值即可.

解答 解:(1)把A(-1,0),C(0,2)代入y=-$\frac{1}{2}$x2+mx+n中得:
$\left\{\begin{array}{l}{0=-\frac{1}{2}-m+n}\\{2=n}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{m=\frac{3}{2}}\\{n=2}\end{array}\right.$,
∴抛物线的表达式为:$y=-\frac{1}{2}{x^2}+\frac{3}{2}x+2$;
(2)$y=-\frac{1}{2}{x^2}+\frac{3}{2}x+2$=-$\frac{1}{2}$(x-$\frac{3}{2}$)2+$\frac{25}{8}$;
∴D($\frac{3}{2}$,0),
在Rt△OCD中,OC=2,OD=$\frac{3}{2}$,
由勾股定理得:CD=$\sqrt{{2}^{2}+(\frac{3}{2})^{2}}$=$\frac{5}{2}$,
①当CD=DP1时,△PCD是等腰三角形,
∴P1($\frac{3}{2}$,$\frac{5}{2}$),
②当CD=DP2时,△PCD是等腰三角形,
∴P2($\frac{3}{2}$,-$\frac{5}{2}$),
③当CD=CP3时,△PCD是等腰三角形,
过C作CE⊥DP1于E,
∵C(0,2),
∴DE=OC=2,
∵CD=CP3,
∴DE=P3E=2,
∴P3($\frac{3}{2}$,4),
综上所述,P点的坐标为:P1($\frac{3}{2}$,$\frac{5}{2}$),P2($\frac{3}{2}$,-$\frac{5}{2}$),P3($\frac{3}{2}$,4);
(3)如图2,
∵A(-1,0),对称轴是:x=$\frac{3}{2}$,
∴B(4,0),
设BC的解析式为:y=kx+b,
把B(4,0),C(0,2)代入得:$\left\{\begin{array}{l}{4k+b=0}\\{b=2}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{k=-\frac{1}{2}}\\{b=2}\end{array}\right.$,
∴BC的解析式为:y=-$\frac{1}{2}$x+2,
设E$(m,-\frac{1}{2}m+2)$,F($m,-\frac{1}{2}{m^2}+\frac{3}{2}m+2)$,
∴EF=-$\frac{1}{2}{m}^{2}+\frac{3}{2}m+2$-(-$\frac{1}{2}$m+2)=-$\frac{1}{2}{m}^{2}$+2m,
∴S四边形BDCF=S△BCD+S△BFC=$\frac{1}{2}$BD•OC+$\frac{1}{2}$EF•OB=$\frac{1}{2}$×$\frac{5}{2}$×2+$\frac{1}{2}$(-$\frac{1}{2}{m}^{2}$+2m)×4,
S=-m2+4m+2.5,
=-(m-2)2+6.5(0<m<4),
当m=2时,-$\frac{1}{2}$m+2=-$\frac{1}{2}$×2+2=1,
∴当m=2时,四边形CDBF的面积最大,最大为6.5,此时E(2,1).

点评 本题是二次函数的综合题,考查了利用待定系数法求二次函数和一次函数的解析式,第二问构建等腰三角形时采用分类讨论的思想,但要注意是构建以CD为腰的等腰三角形;在第三问中,确定四边形面积的最大值时,运用面积和求四边形的面积,同时还利用了函数的解析式表示点的坐标,这在函数题中经常运用,要熟练掌握.

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