题目内容

【题目】已知:如图,直线交坐标轴于A、C两点,抛物线过A、C两点.

(1)求抛物线的解析式;

(2)若点P为抛物线位于第三象限上一动点,连接PA,PC,试问△PAC是否存在最大值,若存在,请求出△APC取最大值以及点P的坐标,若不存在,请说明理由;

(3)点M为抛物线上一点,点N为抛物线对称轴上一点,若△NMC是以∠NMC为直角的等腰直角三角形,请直接写出点M的坐标.

【答案】(1);(2)存在,△PAC的面积最大值为,点P的坐标为(,);(3)点M的坐标为:或或(,)或(,).

【解析】

(1)由一次函数解析式求得A、C两点的坐标,然后代入到二次函数解析式,用待定系数法求解;

(2)过点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,直线PQ,AC交于点P,设点P的坐标为(,),则点D的坐标为(,),根据两点间距离公式求得PD =,然后根据三角形面积公式求得==,由此根据二次函数的性质分析最值;

(3)分情况讨论:当点M在对称轴左侧时,构造矩形EFCG,设点M的坐标为(,),利用AAS定理证明△MEN≌△CFM,然后结合抛物线对称轴求得MF==,NE=,从而列方程求解;作MF⊥y轴,垂足为F,MF交对称轴于点E;设点M的坐标为(,),则ME= ,CF= ,然后列方程求解;当点M在对称轴的右侧时,过点M作EF∥x轴,分别交对称轴与y轴于点E和点F.设点M的坐标为(,),然后结合抛物线对称轴求得ME= =,CF= = ,然后列方程求解;作ME⊥对称轴,垂足为E,ME交NC,交点为F.设点M的坐标为(,),则ME= ,CF= ,然后列方程求解.

解:(1)交x轴于A(-3,0),交y轴于C(0,-3),

∵抛物线经过点A(-3,0),点C(0,-3),

∴,解得,

∴抛物线解析式为:;

(2)如图2,过点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,直线PQ,AC交于点P,

设点P的坐标为(,),则点D的坐标为(,),

∴线段PD的长为:()-()=,

∵,,

∴====,

∵,∴当时候,△PAC的面积又最大值,最大值为,

此时点P的坐标为(,);

(3)①如图3,当点M在对称轴左侧时,构造矩形EFCG,设点M的坐标为(,),

∵△NMC是以∠NMC为直角的等腰直角三角形

∴∠NME+∠CMF=90°,∠FCM+∠CMF=90°

∴∠NME=∠FCM

又∵∠E=∠F=90°,MN=MC

∴△MEN≌△CFM,

∵抛物线的对称轴为直线x=-1,

∴MF==,NE=,

∵MF=NE,∴,

解得(舍),,

故点M的坐标为;

②如图6,作MF⊥y轴,垂足为F,MF交对称轴于点E;

设点M的坐标为(,),则ME= ,CF= ,

由①同理可证△MNE≌△CFM,

∵ME=CF,故,

解得:(舍),,

故点M的坐标为(,);

③如图5,当点M在对称轴的右侧时,过点M作EF∥x轴,分别交对称轴与y轴于点E和点F.

设点M的坐标为(,),

由①同理可证△MEN≌△MFC,抛物线对称轴为直线x=-1,

则ME= =,CF= = ,

∵ME=CF,∴,解得:(舍),,

故的点M的坐标 为;

④如图4,作ME⊥对称轴,垂足为E,ME交NC,交点为F.

设点M的坐标为(,),则ME= ,CF= ,

由①同理可证△MNE≌△CFM,

∵ME=CF,故,

解得:,(舍),

故点M的坐标为(,);

综上可得点M的坐标为:或或(,)或(,).

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