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如图,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴交于A,B两点...

如图,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,三个交点的坐标分别为A(-1,0),B(3,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)若P为线段BD上的一个动点,过点P作PM⊥x轴于点M,求四边形PMAC面积的最大值和此时P点的坐标;
(3)若P为抛物线在第一象限上的一个动点,过点P作PQ∥AC交x轴于点Q.当点P的坐标为______时,四边形PQAC是平行四边形;当点P的坐标为______时,四边形PQAC是等腰梯形(直接写出结果,不写求解过程).
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(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式,然后化为顶点式求出D点坐标; (2)本问关键是求出四边形PMAC面积的表达式,这个表达式是关于P点横坐标的二次函数,再利用二次函数求极值的方法求出面积的最大值,并求出P点坐标; (3)四边形PQAC为平行四边形或等腰梯形时,需要结合几何图形的性质求出P点坐标: ①当四边形PQAC为平行四边形时,如答图1所示.构造全等三角形求出P点的纵坐标,再利用P点与C点关于对称轴x=1对称的特点,求出P点的横坐标; ②当四边形PQAC为平行四边形时,如答图2所示.利用等腰梯形、平行四边形、全等三角形以及线段之间的三角函数关系,求出P点坐标.注意三角函数关系部分,也可以用相似三角形解决. 【解析】 (1)∵抛物线y=ax2+bx+c过点C(0,3) ∴当x=0时,c=3. 又∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(-1,0),B(3,0) ∴,解得 ∴抛物线的解析式为:y=-x2+2x+3 又∵y=-x2+2x+3,y=-(x-1)2+4 ∴顶点D的坐标是(1,4). (2)设直线BD的解析式为y=kx+n(k≠0) ∵直线y=kx+n过点B(3,0),D(1,4) ∴,解得 ∴直线BD的解析式:y=-2x+6 ∵P点在线段BD上,因此,设点P坐标为(m,-2m+6) 又∵PM⊥x轴于点M,∴PM=-2m+6,OM=m 又∵A(-1,0),C(0,3)∴OA=1,OC=3 设四边形PMAC面积为S,则 S=OA•OC+(PM+OC)•OM=×(-2m+6+3)•m =-m2+m+=-(m-)2+ ∵13 ∴当m=时,四边形PMAC面积的最大值为 此时,P点坐标是(,). (3)答案:(2,3);(,). ******注:以下给出解题简要过程,原题并无此要求****** ①四边形PQAC是平行四边形,如右图①所示. 过点P作PE⊥x轴于点E,易证△AOC≌△QEP,∴yP=PE=CO=3. 又CP∥x轴,则点C(0,3)与点P关于对称轴x=1对称,∴xP=2. ∴P(2,3). ②四边形PQAC是等腰梯形,如右图②所示. 设P(m,n),P点在抛物线上,则有n=-m2+2m+3. 过P点作PE⊥x轴于点E,则PE=n. 在Rt△OAC中,OA=1,OC=3,∴AC=,tan∠CAO=3,cos∠CAO=; ∵PQ∥CA,∴tan∠PQE==tan∠CAO=3, ∴QE=n,PQ==n. 过点Q作QM∥PC,交AC于点M,则四边形PCMQ为平行四边形,△QAM为等腰三角形.再过点Q作QN⊥AC于点N. 则有:CM=PQ=n,AN=AM=(AC-CM)=(1-n), AQ==5(1-n). 又AQ=AO+OQ=1+(m-n), ∴5(1-n)=1+(m-n),化简得:n=3-m; 又P点在抛物线上,有n=-m2+2m+3, ∴-m2+2m+3=3-m,化简得:m2-m=0,解得m1=0(舍去),m2= ∴m=,n=3-m=, ∴P(,).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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