题目内容

4.如图1,直线y=-2x+4与x轴、y轴相交于点A、B,抛物线经过A、B两点,点C(-1,0)在抛物线上,抛物线的顶点为点D,直线l垂直于x轴.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PBD是以BD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)如图2,直线l在线段OA(不包括O、A两点)上平行移动,分别交x轴于点G,交AB于点M,交抛物线于点E,作EF⊥AB于点F.若点M的横坐标为m,求线段EF的最大值.

分析 (1)易求得A、B坐标,利用待定系数法,将A,B,C的坐标代入解析式即可求得二次函数的解析式;
(2)作出图形,找出P点的位置,即可解题;
(3)易用m表示线段EM的长度,再求得EM和EF的长度关系即可解题.

解答 解:(1)直线y=-2x+4与x轴、y轴的交点A、B的坐标分别是A(2,0)、B(0,4),
设所求的函数解析式为y=ax2+bx+c,把点A(2,0)、B(0,4)、C(-1,0)代入得
$\left\{\begin{array}{l}{4a+2b+c=0}\\{a-b+c=0}\\{c=4}\end{array}\right.$,解得a=-2,b=2,c=4,
∴y=-2x2+2x+4;
(2)存在,作出图形,抛物线解析式为y=-2x2+2x+4,
∴顶点D的坐标为($\frac{1}{2}$,$\frac{9}{2}$),
∴BD=$\frac{\sqrt{2}}{2}$,
①如图①,此时BD=DP;P点坐标为($\frac{1}{2}$,$\frac{9}{2}$+$\frac{\sqrt{2}}{2}$);

②如图②,此时BD=DP;P点坐标为($\frac{1}{2}$,$\frac{9}{2}$-$\frac{\sqrt{2}}{2}$);

③如图③,此时BD=BP;P点坐标为($\frac{1}{2}$,$\frac{7}{2}$);
;
(3)由题意可设M(m,-2m+4),E(m,-2m2+2m+4),
则EM=-2m2+2m+4-(-2m+4)=-2m2+4m;
∵在Rt△AOB中,根据勾股定理,得AB=$\sqrt{{OA}^{2}{+OB}^{2}}$=2$\sqrt{5}$,
∴$\frac{OA}{AB}$=$\frac{2}{2\sqrt{5}}$=$\frac{\sqrt{5}}{5}$,
∵y轴∥EG,
∴△AOB∽△AGM,
∴$\frac{AG}{AM}$=$\frac{OA}{AB}$;
∵在△EMF和△AMG中,$\left\{\begin{array}{l}{∠AGM=∠EFM=90°}\\{∠AMG=∠EMF}\end{array}\right.$,
∴△EMF∽△AMG,
∴$\frac{AG}{AM}$=$\frac{EF}{EM}$,
∴$\frac{EF}{EM}$=$\frac{AG}{AM}$=$\frac{OA}{AB}$=$\frac{\sqrt{5}}{5}$,
∴EF=$\frac{\sqrt{5}}{5}$EM=$\frac{\sqrt{5}}{5}$(-2m2+4m)=-$\frac{2\sqrt{5}}{5}$(m-1)2+$\frac{2\sqrt{5}}{5}$,
∴当m=1时,线段EF的长有最大值为$\frac{2\sqrt{5}}{5}$.

点评 此题考查了待定系数法求解析式,还考查了二次函数最大值的求解;要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,还要注意求最大值可以借助于二次函数.

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