题目内容

4.如图,在直角坐标系xOy中,一次函数y=-$\frac{2}{3}$x+m(m为常数)的图象与x轴交于A(-3,0),与y轴交于点C.以直线x=-1为对称轴的抛物线y=ax+bx+c(a,b,c为常数,且a>0)经过A、C两点,与x轴正半轴交于点B.
(1)求一次函数及抛物线的函数表达式.
(2)在对称轴上是否存在一点P,使得△PBC的周长最小?若存在,请求出点P的坐标.
(3)点D是线段OC上的一个动点(不与点O、点C重合),过点D作DE‖PC交x轴于点E,连接PD、PE.设CD的长为m,△PDE的面积为S.求S与m之间的函数关系式.并说明S是否存在最大值?若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.

分析 (1)根据待定系数法即可直接求出一次函数解析式,根据A点坐标和对称轴求出B点坐标,利用交点式即可求出二次函数解析式;
(2)要使△PBC的周长最小,只需BP+CP最小即可.求出直线AC解析式,将x=-1代入即可求出P点纵坐标,从而求出P点坐标;
(3)将S△PDE转化为S△AOC-S△DOE-S△PDC-S△PEA,再转化为关于x的二次函数,然后求二次函数的最大值.

解答 解:(1)∵y=-$\frac{2}{3}$x+m经过点A(-3,0),
∴0=2+m,解得m=-2,
∴直线AC解析式为y=-$\frac{2}{3}$x-2,
C(0,-2).
∵抛物线y=ax2+bx+c对称轴为x=-1,且与x轴交于A(-3,0),
∴另一交点为B(1,0),设抛物线解析式为y=a(x+3)(x-1),
∵抛物线经过 C(0,-2),
∴-2=a•3(-1),解得a=$\frac{2}{3}$,
∴抛物线解析式为y=$\frac{2}{3}$x2+$\frac{4}{3}$x-2.
(2)要使△PBC的周长最小,只需BP+CP最小即可.如图1,
连接AC交x=-1于P点,因为点A、B关于x=-1对称,根据轴对称性质以及两点之间线段最短,可知此时BP+CP最小(BP+CP最小值为线段AC的长度).
∵A(-3,0)(,0),C(0,-2),
∴直线AC解析式为y=-$\frac{2}{3}$x-2,
∵xP=-1,
∴yP=-$\frac{4}{3}$,即P(-1,-$\frac{4}{3}$)
(3)如图2:
∵设CD的长为m,△PDE的面积为S,
∴D(0,m-2),
∵DE∥PC,直线AC解析式为y=-$\frac{2}{3}$x-2,
∴设直线DE解析式y=-$\frac{2}{3}$x+m-2,
当y=0时,x=$\frac{3}{2}$m-3,
∴E($\frac{3}{2}$m-3,0),
S△PDE=S△AOC-S△DOE-S△PDC-S△PEA
=3-$\frac{1}{2}$×$\frac{3}{2}$m×$\frac{4}{3}$-$\frac{1}{2}$×(3-$\frac{3}{2}$m)×(2-m)-$\frac{1}{2}$×m×1
=-$\frac{3}{4}$m2+$\frac{3}{2}$m
=-$\frac{3}{4}$(m-1)2+$\frac{3}{4}$,
∴当m=1时有最大值$\frac{3}{4}$.

点评 本题考查了二次函数综合题,涉及待定系数法求二次函数解式、轴对称最短路径问题、三角形的面积公式、二次函数求最大值,综合性较强,(1)根据对称轴求出B点坐标是解题的关键;(2)中,要熟悉轴对称的性质;(3)要熟悉二次函数求最值.

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