如图,抛物线y=﹣x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1...
问题详情:
如图,抛物线y=﹣x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的表达式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD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)点E是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?求出四边形CDBF的最大面积及此时E点的坐标
【回答】
【考点】HF:二次函数综合题.
【分析】(1)直接把A点和C点坐标代入y=﹣x2+mx+n得m、n的方程组,然后解方程组求出m、n即可得到抛物线解析式;
(2)先利用抛物线对称轴方程求出抛物线的对称轴为直线x=﹣,则D(,0),则利用勾股定理计算出CD=,然后分类讨论:如图1,当CP=CD时,利用等腰三角形的*质易得P1(,4);当DP=DC时,易得P2(,),P3(,﹣);
(3)先根据抛物线与x轴的交点问题求出B(4,0),再利用待定系数法求出直线BC的解析式为y=﹣x+2,利用一次函数图象上点的坐标特征和二次函数图象上点的坐标特征,设E(x,﹣x+2)(0≤x≤4),则F(x,﹣x2+x+2),则FE=﹣x2+2x,由于△BEF和△CEF共底边,高的和为4,则S△BCF=S△BEF+S△CEF=•4•EF=﹣x2+4x,加上S△BCD=,所以S四边形CDBF=S△BCF+S△BCD=﹣x2+4x+(0≤x≤4),然后根据二次函数的*质求四边形CDBF的面积最大,并得到此时E点坐标.
【解答】解:(1)把A(﹣1,0),C(0,2)代入y=﹣x2+mx+n得,解得,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x+2;
(2)存在.
抛物线的对称轴为直线x=﹣=,
则D(,0),
∴CD===,
如图1,当CP=CD时,则P1(,4);
当DP=DC时,则P2(,),P3(,﹣),
综上所述,满足条件的P点坐标为(,4)或(,)或(,﹣);
(3)当y=0时,=﹣x2+x+2=0,解得x1=﹣1,x2=4,则B(4,0),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
把B(4,0),C(0,2)代入得,解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+2,
设E(x,﹣x+2)(0≤x≤4),则F(x,﹣x2+x+2),
∴FE=﹣x2+x+2﹣(﹣x+2)=﹣x2+2x,
∵S△BCF=S△BEF+S△CEF=•4•EF=2(﹣x2+2x)=﹣x2+4x,
而S△BCD=×2×(4﹣)=,
∴S四边形CDBF=S△BCF+S△BCD
=﹣x2+4x+(0≤x≤4),
=﹣(x﹣2)2+
当x=2时,S四边形CDBF有最大值,最大值为,此时E点坐标为(2,1).
知识点:二次函数与一元二次方程
题型:综合题
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