题目内容

15.如图,抛物线y=ax2-$\frac{1}{3}$x+8的对称轴为x=-$\frac{4}{5}$,直线y=-$\frac{3}{4}$x+b与x、y轴分别相交于点A(4,0)、B点.点P是直线AB上方抛物线上的一动点(点P不与直线和抛物线的交点重合),过点P作直线PC⊥AB交AB于点C,作PD⊥x轴于点D,交直线AB于点E.设点P的横坐标为n.
(1)求a、b的值;
(2)设△PCE的周长为l,求l关于n的函数关系式;
(3)过点P、E、C作平行四边形PEFC,直接写出平行四边形PEFC的周长L的取值范围.

分析 (1)由抛物线的对称轴为x=-$\frac{b}{2a}$=-$\frac{4}{5}$,由此即可得出关于a的分式方程,解方程即可求出a值,根据点A的坐标,利用待定系数法即可求出b值;
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,解方程组即可求出直线AB与抛物线的交点坐标,由此即可得出n的取值范围,再根据PC⊥AB,PD⊥x轴即可得出△PCE∽△ADE,根据三角形的性质即可得出$\frac{{C}_{△PCE}}{{C}_{△ADE}}$=$\frac{PE}{AE}$,由点P的横坐标即可得出点P、E、D的坐标,由此即可得出AD、DE、AE间的关系,根据三角形的周长公式求出C△ADE与AE间的关系,由此即可得出l关于n的函数关系式;
(3)根据(2)PE以及n的取值范围可求出PE的取值范围,用PE表示出PC、CE,分三种情况考虑平行四边形PEFC的周长L,利用平行四边形的周长公式即可得出结论.

解答 解:(1)∵抛物线y=ax2-$\frac{1}{3}$x+8的对称轴为x=-$\frac{4}{5}$,
∴-$\frac{-\frac{1}{3}}{2a}$=-$\frac{4}{5}$,解得:a=-$\frac{5}{24}$.
∵直线y=-$\frac{3}{4}$x+b与x轴交于点A(4,0),
∴0=-$\frac{3}{4}$×4+b,解得:b=3.
(2)联立直线AB与抛物线解析式,得:$\left\{\begin{array}{l}{y=-\frac{5}{24}{x}^{2}-\frac{1}{3}x+8}\\{y=-\frac{3}{4}x+3}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{x=-4}\\{y=6}\end{array}\right.$或$\left\{\begin{array}{l}{x=6}\\{y=-\frac{3}{2}}\end{array}\right.$.
∵点P是直线AB上方抛物线上的一动点(点P不与直线和抛物线的交点重合),点P的横坐标为n,
∴-4<n<6,P(n,-$\frac{5}{24}{n}^{2}$-$\frac{1}{3}$n+8),E(n,-$\frac{3}{4}$x+3),D(n,0).
∵PC⊥AB,PD⊥x轴,
∴∠PCE=∠ADE=90°,
∵∠PEC=∠AED,
∴△PCE∽△ADE,
∴$\frac{{C}_{△PCE}}{{C}_{△ADE}}$=$\frac{PE}{AE}$.
∵P(n,-$\frac{5}{24}{n}^{2}$-$\frac{1}{3}$n+8),E(n,-$\frac{3}{4}$n+3),D(n,0),A(4,0),
∴AD=|4-n|,DE=|-$\frac{3}{4}$n+3|=$\frac{3}{4}$|4-n|,AE=$\frac{5}{4}$|4-n|,PE=-$\frac{5}{24}{n}^{2}$-$\frac{1}{3}$n+8-(-$\frac{3}{4}$n+3)=-$\frac{5}{24}$n2+$\frac{5}{12}$n+5.
∵C△ADE=AD+DE+AE=3|4-n|=$\frac{12}{5}$AE,
∴l=C△PCE=$\frac{12}{5}$PE=-$\frac{1}{2}$n2+n+12(-4<n<6).
(3)∵$\frac{PC}{AD}=\frac{CE}{DE}=\frac{PE}{AE}$,
∴PC=$\frac{4}{5}$PE,CE=$\frac{3}{5}$PE.
∵PE=-$\frac{5}{24}$n2+$\frac{5}{12}$n+5=-$\frac{5}{24}$(n-1)2+$\frac{125}{24}$,-4<n<6,
∴0<PE≤$\frac{125}{24}$.
过点P、E、C作平行四边形PEFC分三种情况:
①以PC、CE为边作平行四边形,
此时L=2(PC+CE)=$\frac{16}{5}$PE,
∴0<L≤$\frac{50}{3}$;
②以PC、PE为边作平行四边形,
此时L=2(PC+PE)=$\frac{18}{5}$PE,
∴0<L≤$\frac{75}{4}$;
③以PE、CE为边作平行四边形.
此时L=2(PE+CE)=$\frac{16}{5}$PE,
∴0<L≤$\frac{50}{3}$.
综上得:平行四边形PEFC的周长L的取值范围为0<L≤$\frac{50}{3}$或0<L≤$\frac{75}{4}$.

点评 本题考查了待定系数法求函数解析式、相似三角形的判定与性质、二次函数的性质以及平行四边形的周长,解题的关键是:(1)根据二次函数的性质求出a的值,利用待定系数法求出b的值;(2)利用相似三角形的性质找出l=$\frac{12}{5}$PE;(3)分三种情况用PE表示出L.本题属于中档题,难度不大,解决该题型题目时,根据相似三角形的性质得出两三角形的周长比等于对应边比是关键.

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