如图①,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx-5与x轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,与y轴交...
问题详情:
如图①,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx-5与x轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点D是y轴上的一点,且以B,C,D为顶点的三角形与
△ABC相似,求点D的坐标;
(3)如图②,CE∥x轴与抛物线相交于点E,点H是直线CE下方抛物线上的动点,过点H且与y轴平行的直线与BC,CE分别相交于点F,G,试探究当点H运动到何处时,四边形CHEF的面积最大,求点H的坐标及最大面积.
【回答】
解:(1)∵抛物线过点A(-1,0)和点B(5,0),
∴, 解得,
∴抛物线的函数表达式为y=x2-4x-5;
(2)∵OB=OC=5,
∴∠ABC=∠OCB=45°,
∴以B、C、D三点为顶点的三角形要与△ABC相似,必须要有一个角等于45°.
(ⅰ)当点D在点C的下方时,∠BCD=180°-45°=135°,
∴不会出现45°角,
∴此种情况不存在;
(ⅱ)当点D在点C的上方时,∠BCD=45°,易得BC=OB=5,AB=OA+OB=1+5=6,
存在两种情况:
①当△BCD∽△ABC时,=,
即=,
∴CD=,
OD=CD-OC=-5=,
∴D(0,);
②当△DCB∽△ABC时,=,
即=,
∴CD=6,
OD=CD-OC=6-5=1,
∴点D(0,1),
∴综上所述,点D的坐标为(0,1)或(0,)时,以B,C,D为顶点的三角形与△ABC相似;
(3)令y=-5得x2-4x-5=-5,
解得x1=0,x2=4,
∴E(4,-5),
∴CE=4,
设H(a,a2-4a-5),点H是在直线CE下方抛物线上的动点,
∴0<a<4.
设直线BC的表达式为y=kx+b,
把点B(5,0)、C(0,-5)代入得
,解得,
∴直线BC的表达式为y=x-5,
则点F(a,a-5),
∴FH=a-5-(a2-4a-5)=-a2+5a,
∵CE⊥FH,
∴S四边形CHEF=CE×FH=-2a2+10a=-2(a-)2+,
∵0<a<4,
∴当a=时,四边形CHEF面积有最大值,最大值是,
此时H(,-).
知识点:二次函数与一元二次方程
题型:综合题
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