题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是边长为2的正方形,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过A、E两点,且点E的坐标为(﹣,0),以0C为直径作半圆,圆心为D.

(1)求二次函数的解析式;

(2)求证:直线BE是⊙D的切线;

(3)若直线BE与抛物线的对称轴交点为P,M是线段CB上的一个动点(点M与点B,C不重合),过点M作MN∥BE交x轴与点N,连结PM,PN,设CM的长为t,△PMN的面积为S,求S与t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围.S是否存在着最大值?若存在,求出最大值;若不存在,请说明理由.

【答案】(1);(2)见解析;(3),S存在最大值,当t=1时,S最大=.

【解析】

(1)利用待定系数法,根据题意易得点A、B的坐标,然后把点A、B、E的坐标分别代入二次函数解析式,列出关于a、b、c的方程组,利用三元一次方程组来求得系数的值;

(2)过点D作DG⊥BE于点G,构建相似三角形△EGD∽△ECB,根据它的对应边成比例得DG的值,利用待定系数法求得直线BE的解析式,由此求得DG=1(圆的半径是1),则易证得结论;

(3)由(2)中可求得点P的坐标,由相似三角形△MNC∽△BEC的对应边成比例,线段间的和差关系得到CN、DN的值,由题可得S=S△PND+S梯形PDCMS△MNC,再结合抛物线的性质可求得S的最值.

解:(1)由题意,得A(0,2),点B(2,2),E的坐标为(,0)

则,解得

故二次函数的解析式为:;

(2)如图1,过点D作DG⊥BE于点G,

由题意,得

ED=,EC=,BC=2

∴BE=

∵∠BEC=∠DEG,∠EGD=∠ECB=90°

∴△EGD∽△ECB

∴,

∴DG=1

∵圆D的半径为1,且DG⊥BE

∴BE是圆D的切线

(3)如图2,过点M作MN∥BE交x轴与点N,连结PM,PN,

依题意,得,点B(2,2),E的坐标为(,0),

故设直线BE为y=kx+h(k≠0)

则有,解得,

∴直线BE为:

∵直线BE与抛物线的对称轴交点为P,对称轴为x=1

∴点P的纵坐标为y=,即P(1,)

∵MN∥BE

∴∠MNC=∠BEC

∵∠MCN=∠BCE=90°

∴△MNC∽△BEC

∴

∴,即,

∴,

∴S△PND=

S△MNC=

S梯形PDCM=

∴S=S△PND+S梯形PDCM﹣S△MNC=(0<t<2)

∵抛物线S=(0<t<2)的开口方向向下

∴S存在最大值,当t=1时,S最大=.

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