题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=x+4与坐标轴分别交于A、B两点,抛物线y=﹣x2+bx+c过A、B两点,点D为线段AB上一动点,过点D作CD⊥x轴于点C,交抛物线于点E.

(1)求抛物线的解析式.

(2)求△ABE面积的最大值.

(3)连接BE,是否存在点D,使得△DBE和△DAC相似?若存在,求出点D坐标;若不存在,说明理由.

【答案】(1)y=﹣x2﹣3x+4.(2)△ABE面积的最大值为8.(3)存在点D,使得△DBE和△DAC相似,点D的坐标为(﹣3,1)或(﹣2,2).

【解析】试题分析:(1)首先求出点A、B的坐标,然后利用待定系数法求出抛物线的解析式;

(2)设点C坐标为(m,0)(m<0),则点E坐标为(m,-m2-3m+4),从而得出OC=-m、OF=-m2-3m+4、BF=-m2-3m,根据S△ABE=S梯形AOFE-S△AOB-S△BEF得出S=-2(m+2)2+8,据此可得答案;

(3)由于△ACD为等腰直角三角形,而△DBE和△DAC相似,则△DBE必为等腰直角三角形.分两种情况讨论,要点是求出点E的坐标,由于点E在抛物线上,则可以由此列出方程求出未知数.

试题解析:(1)在直线解析式y=x+4中,令x=0,得y=4;令y=0,得x=﹣4,

∴A(﹣4,0),B(0,4).

∵点A(﹣4,0),B(0,4)在抛物线y=﹣x2+bx+c上,

∴,

解得:b=﹣3,c=4,

∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣3x+4.

(2)如图,连接AE、过点E作EF⊥y轴于点F,

设点C坐标为(m,0)(m<0),则点E坐标为(m,﹣m2﹣3m+4),

则OC=﹣m,OF=﹣m2﹣3m+4,

∵OA=OB=4,

∴BF=﹣m2﹣3m,

则S△ABE=S梯形AOFE﹣S△AOB﹣S△BEF

=×(﹣m+4)(﹣m2﹣3m+4)﹣×4×4﹣×(﹣m)×(﹣m2﹣3m).

=﹣2m2﹣8m

=﹣2(m+2)2+8,

∵﹣4<m<0,

∴当m=﹣2时,S取得最大值,最大值为8.

即△ABE面积的最大值为8.

(3)设点C坐标为(m,0)(m<0),则OC=﹣m,CD=AC=4+m,BD=OC=﹣m,

则D(m,4+m).

∵△ACD为等腰直角三角形,△DBE和△DAC相似

∴△DBE必为等腰直角三角形.

i)若∠BED=90°,则BE=DE,

∵BE=OC=﹣m,

∴DE=BE=﹣m,

∴CE=4+m﹣m=4,

∴E(m,4).

∵点E在抛物线y=﹣x2﹣3x+4上,

∴4=﹣m2﹣3m+4,解得m=0(不合题意,舍去)或m=﹣3,

∴D(﹣3,1);

ii)若∠EBD=90°,则BE=BD=﹣m,

在等腰直角三角形EBD中,DE=BD=﹣2m,

∴CE=4+m﹣2m=4﹣m,

∴E(m,4﹣m).

∵点E在抛物线y=﹣x2﹣3x+4上,

∴4﹣m=﹣m2﹣3m+4,解得m=0(不合题意,舍去)或m=﹣2,

∴D(﹣2,2).

综上所述,存在点D,使得△DBE和△DAC相似,点D的坐标为(﹣3,1)或(﹣2,2).

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