题目内容

(2012•宁德)如图,矩形OBCD的边OD、OB分别在x轴正半轴和y轴的负半轴上,且OD=10,OB=8,将矩形的边BC绕点B逆时针旋转,使点C恰好与x轴上的点A重合
(1)直接写出点A、B的坐标:A(
6
6
,
0
0
)、B(
0
0
,
-8
-8
);
(2)若抛物线y=-
1
3
x2+bx+c经过A、B两点,则这条抛物线的解析式是
y=-
1
3
x2+
10
3
x-8
y=-
1
3
x2+
10
3
x-8
;
(3)若点M是直线AB上方抛物线上的一个动点,作MN⊥x轴于点N,问是否存在点M,使△AMN与△ACD相似?若存在,求出点M的横坐标;若不存在,说明理由;
(4)当
7
2
≤x≤7时,在抛物线上存在点P,使△ABP得面积最大,求△ABP面积的最大值.
分析:(1)由OB长,能直接得到点B的坐标;在Rt△OAB中,已知OB、BA(即BC长)长,由勾股定理可得到OA的长,即可确定点A的坐标.
(2)根据(1)的结论,利用待定系数法能求出抛物线的解析式.
(3)根据OA、OB以及AD、CD的长,不难发现∠BAO=∠CAD,那么若题干提到的两个三角形若相似,必须满足夹这对相等角的两组对应边成比例,所以分两种情况,列比例式求解即可.
(4)此题涉及的情况较多,大致分三种情况:点P在x轴下方(分左右两侧共两种情况)、点P在x轴上方;可过点P作x轴的垂线,通过规则图形间的面积和差关系得出关于△ABP的函数关系式,再由函数的性质得到△ABP的面积最大值.
解答:解:(1)由OB=8,得:B(0,-8).
∵BA由BC旋转所得,∴BA=BC=10;
在Rt△BAO中,OB=8,BA=10,则:OA=
BA2-OB2
=6,即:A(6,0).
∴A(6,0)、B(0,-8).

(2)抛物线y=-
1
3
x2+bx+c经过A、B两点,则:
-
1
3
×36+6b+c=0
c=-8
,
解得
b=
10
3
c=-8

故这条抛物线的解析式:y=-
1
3
x2+
10
3
x-8.

(3)存在.
设M(m,-
1
3
m2+
10
3
m-8),则N(m,0),MN=|-
1
3
m2+
10
3
m-8|,NA=6-m,又DA=4,CD=8;
①若点M在N上方,
MN
CD
=
NA
DA
,则△AMN∽△ACD;
∴
-
1
3
m2+
10
3
m-8
8
=
6-m
4
,即 m2-16m+60=0,解得 m=6或m=10.
与点M是直线AB上方抛物线上的一个动点不符.
∴此时不存在点M,使△AMN与△ACD相似.
若
MN
DA
=
NA
CD
,则△AMN∽△ACD;
则
-
1
3
m2+
10
3
m-8
4
=
6-m
8
,
∴2m2-23m+66=0,
解得:m=
11
2
或m=6,
∴此时存在点M(
11
2
,
1
4
),使△AMN与△ACD相似
②若点M在点N下方,
MN
DA
=
NA
CD
,则△AMN∽△ACD;
∴
1
3
m2-
10
3
m-8
4
=
6-m
8
,即 2m2-17m+30=0,解得 m=
5
2
或m=6;
当m=
5
2
时符合条件;
∴此时存在点M(
5
2
,-
7
4
),使△AMN与△ACD相似.
若
MN
DA
=
NA
CD
,则△AMN∽△ACD;
则
1
3
m2-
10
3
m-8
8
=
6-m
4
,
∴m2-4m+60=0,
解得:m=10或x=-6,
此时不存在点M,使△AMN与△ACD相似.
综上所述,存在点M(
5
2
,-
7
4
)或(
11
2
,
1
4
),使得△AMN与△ACD相似.

(4)设P(p,-
1
3
p2+
10
3
p-8),在y=-
1
3
x2+
10
3
x-8中,令y=0,得x=4或x=6;
∴
7
2
≤x≤7分为
7
2
≤x<4,4≤x<6和6≤x≤7三个区间讨论:
①如图,当
7
2
≤x<4时,过点P作PH⊥x轴于点H,则OH=p,HA=6-p,PH=
1
3
p2-
10
3
p+8;
∴S△ABP=S△OAB-S梯形OBPH-S△APH
=
1
2
•6•8-
1
2
•(
1
3
p2-
10
3
p+8)•p-
1
2
•(6-p)•(
1
3
p2-
10
3
p+8)
=-p2+6p=-(p-3)2+9
∴当
7
2
≤x<4时,S△ABP随p的增大而减小;
∴当x=
7
2
时,S△ABP取最大值,且最大值为
35
4
.
②如图,当4≤x<6时,过点P作PH⊥BC于点H,过点A作AG⊥BC于点G;
则BH=p,HG=6-p,PH=-
1
3
p2+
10
3
p-8+8=-
1
3
p2+
10
3
p.
∴S△ABP=S△BPH+S梯形PHGA-S△ABG
=
1
2
•(-
1
3
p2+
10
3
p)•p+
1
2
•(-
1
3
p2+
10
3
p+8)•(6-p)-
1
2
•6•8
=-p2+6p=-(p-3)2+9
∴当4≤x<6时,S△ABP随p的增大而减小;
∴当x=4时,S△ABP取得最大值,且最大值为8.
③如图,当6≤x≤7时,过点P作PH⊥x轴于点H;则OH=p,HA=p-6,PH=
1
3
p2-
10
3
p+8.
∴S△ABP=S梯形OBPH-S△OAB-S△APH
=
1
2
•(
1
3
p2-
10
3
p+8)•p-
1
2
•6•8-
1
2
•(p-6)•(
1
3
p2-
10
3
p+8)
=p2-6p=(p-3)2-9
∴当6≤x≤7时,S△ABP随p的增大而增大;
∴当x=7时,S△ABP取得最大值,最大值为7;
综上所述,当x=
7
2
时,S△ABP取得最大值,最大值为
35
4
.
点评:该题主要考查了矩形的性质、函数解析式的确定、相似三角形的判定和性质以及图形面积的求法等重要知识;后两个小题涉及了多种情况,容易出现漏解的情况,是本题易错的地方.
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