题目内容

14.如图,在平面直角坐标系中,一条抛物线经过点A(0,2)、B(-1,0),且对称轴为直线x=1.点C是抛物线上x轴上方任意一点,直线CD平行于x轴,与y轴交于点D.设点C的横坐标为x.
(1)求该抛物线所对应的函数表达式.
(2)设以点A、B、C、O为顶点的四边形面积为S.
①当点C在第一象限时,求S=3时x的值.
②当点C在第二象限时,求S与x之间的函数关系式.
(3)当∠ABO=∠OCD时,求x的值.

分析 (1)设抛物线所对应的函数表达式为y=ax2+bx+c,将点A(0,2)、B(-1,0)分别代入解析式并根据对称轴为x=-$\frac{b}{2a}$列方程解答;
(2)①当点C在第一象限时,以点A、B、C、O为顶点的四边形面积S=S△ABO+S△ACO;
②当点C在第二象限时,以点A、B、C、O为顶点的四边形面积S=S△ACO+S△BCO.
(3)分两种情况讨论:当点C在第一象限时,∠ABO=∠OCD,可得△ABO∽△OCD;
当点C在第二象限时,∠ABO=∠OCD,可得△ABO∽△OCD.

解答 解:(1)设抛物线所对应的函数表达式为y=ax2+bx+c,
∵抛物线经过点A(0,2)、B(-1,0),且对称轴为x=1.
∴$\left\{\begin{array}{l}c=2\\-\frac{b}{2a}=1\\ a-b+c=0\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}a=-\frac{2}{3}\\ b=\frac{4}{3}\\ c=2\end{array}\right.$,
∴抛物线所对应的函数表达式为$y=-\frac{2}{3}{x^2}+\frac{4}{3}x+2$(或$y=-\frac{2}{3}{(x-1)^2}+\frac{8}{3}$).
(2)①当点C在第一象限时,
以点A、B、C、O为顶点的四边形面积S=S△ABO+S△ACO=$\frac{1}{2}$×2×1+$\frac{1}{2}$×2x=3.
解得x=2.
②当点C在第二象限时,
以点A、B、C、O为顶点的四边形面积
S=S△ACO+S△BCO=$\frac{1}{2}$×2(-x)+$\frac{1}{2}$×1•($-\frac{2}{3}{x^2}+\frac{4}{3}x+2$)
=$-\frac{1}{3}{x^2}-\frac{1}{3}x+1$.
∴S 关于x的函数关系式为S=$-\frac{1}{3}{x^2}-\frac{1}{3}x+1$.
(3)当点C在第一象限时,
∵∠ABO=∠OCD,
∴△ABO∽△OCD,
∴$\frac{AO}{OD}=\frac{BO}{CD}$,则有$\frac{AO}{BO}=\frac{OD}{CD}=\frac{2}{1}$,
∴2x=$-\frac{2}{3}{x^2}+\frac{4}{3}x+2$.
解得x=$\frac{{-1+\sqrt{13}}}{2}$或x=$\frac{{-1-\sqrt{13}}}{2}$(舍).
当点C在第二象限时,
∵∠ABO=∠OCD,
∴△ABO∽△OCD,
∴$\frac{AO}{OD}=\frac{BO}{CD}$,则有$\frac{AO}{BO}=\frac{OD}{CD}=\frac{2}{1}$,
∴-2x=$-\frac{2}{3}{x^2}+\frac{4}{3}x+2$.
解得x=$\frac{{5-\sqrt{37}}}{2}$或x=$\frac{{5+\sqrt{37}}}{2}$(舍).
综上,当∠ABO=∠OCD时,x的值为$\frac{{-1+\sqrt{13}}}{2}$或$\frac{{5-\sqrt{37}}}{2}$.

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析式、三角形的面积公式、相似三角形的判定和性质,综合性较强.

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