题目内容

2.已知抛物线y=-$\frac{1}{2}$x2+bx+c与x轴交于A,B两点,A点位于y轴左侧,B点位于A点右侧,且OA=2,与y轴相交于点C,OC=4,点P为抛物线上的任意一点,且在线段BC的上方.
(1)求抛物线的解析式,并画出图形;
(2)试求当P点运动到什么位置时,△PBC的面积最大并求其最大值;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点Q,使得AQ=CQ?若存在,求出符合条件的Q点坐标;若不存在,请说明理由.

分析 (1)由题意可知A(-2,0)、C(4,0)或(-4,0),设B(m,0),当C(-4,0)时,c=-4,令y=0得到关于x的方程,依据一元二次方程根与系数的关系可求得m=-4不和题意;当当C(4,0)时,求得m=4则,点B(4,0)则抛物线的解析式为y=-$\frac{1}{2}$(x+2)(x-4),然后依据点A、B、C的坐标可画出抛物线的大致图象;
(2)过点P作PD⊥x轴,垂足为D,PD交BC与点E.先求得BC的解析式,设点P的坐标为(x,-$\frac{1}{2}$x2+x+4),则E(x,-x+4),依据△CBP的面积=$\frac{1}{2}$PE•OB可得到三角形的面积与x的函数关系式,最后利用配方法求解即可;
(3)依据抛物线的对称轴方程得到抛物线的对称轴为x=1,设点Q(1,y),然后依据两点间的距离公式列方程求解即可.

解答 解:(1)∵A点位于y轴左侧,且OA=2,
∴A(-2,0).
∵抛物线与y轴相交于点C,OC=4,
∴C(4,0)或(-4,0).
设B(m,0).
令y=0得:-$\frac{1}{2}$x2+bx+c=0,
当C(-4,0)时,c=-4,则-$\frac{1}{2}$x2+bx-4=0,
∴-2m=8,解得m=-4.
∵B点位于A点右侧,
∴m=-4(舍去).
当当C(4,0)时,c=4,则-$\frac{1}{2}$x2+bx+4=0,
∴-2m=-8,解得m=4.
∴B(4,0).
∴抛物线的解析式为y=-$\frac{1}{2}$(x+2)(x-4),即y=-$\frac{1}{2}$x2+x+4.
抛物线的大致图象如图所示:


(2)如图2所示:过点P作PD⊥x轴,垂足为D,PD交BC与点E.

设BC的解析式为y=kx+4,将点B的坐标代入得:4k+4=0,解得k=-1,
∴BC的解析式为y=-x+4.
设点P的坐标为(x,-$\frac{1}{2}$x2+x+4),则E(x,-x+4).
∴△CBP的面积=$\frac{1}{2}$PE•OB=$\frac{1}{2}$×4×(-$\frac{1}{2}$x2+2x)=-(x-2)2+4.
∴当x=2时,△CBP的面积有最大值,最大值为4.
把x=2代入抛物线的解析式得:y=4.
∴此时点P的坐标为(2,4).

(3)抛物线的对称轴为x=-$\frac{b}{2a}$=1.
设点Q(1,y).
∵QA=QC,
∴由两点间的距离公式可知:$\sqrt{(1+2)^{2}+(y-0)^{2}}$=$\sqrt{(1-0)^{2}+(4-y)^{2}}$,两边同时平方得:9+y2=1+(4-y)2,整理得:8y=8,解得y=1,
∴Q(1,1).

点评 本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,配方法求二次函数的最值、两点的间的距离公式,分类讨论是解答问题(1)的关键,列出△CBP的面积与x的函数关系式是解答问题(2)的关键,依据两点间的距离公式列出关于y的方程是解答问题(3)的关键.

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