
典例1
如圖,拋物線y=ax2+2x+c.與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于C(0,3),直線y=﹣x﹣1經(jīng)過(guò)點(diǎn)A且與拋物線交于另一點(diǎn)D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若P是位于直線AD上方的拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),連接PA,PD,求△PAD的面積的最大值.
解題思路::(1)根據(jù)y=﹣x﹣1經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,可求出點(diǎn)A的坐標(biāo),將點(diǎn)A、C的坐標(biāo)代入y=ax2+2x+c即可求出拋物線的解析;
(2)聯(lián)立拋物線和一次函數(shù)y=﹣x﹣1的解析式列方程解出可得點(diǎn)D的坐標(biāo),過(guò)點(diǎn)P作PE∥y軸,交AD于E,設(shè)P(t,﹣t2+2t+3),則E(t,﹣t﹣1)(點(diǎn)),表示PE的長(zhǎng)(線),根據(jù)三角形面積公式可得△APD的面積(式),配方后可得結(jié)論.
答案詳解:解:(1)∵直線y=﹣x﹣1經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,
∴令y=0,則0=﹣x﹣1,
∴x=﹣1,
∴A(﹣1,0),
將A(﹣1,0),C(0,3)代入y=ax2+2x+c得:
a?2+c=0c=3,
解得:a=?1c=3,
∴拋物線的解析式為:y=﹣x2+2x+3;
(2)﹣x2+2x+3=﹣x﹣1,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴D(4,﹣5),
過(guò)點(diǎn)P作PE∥y軸,交AD于E,
設(shè)P(t,﹣t2+2t+3),則E(t,﹣t﹣1),
∴PE=(﹣t2+2t+3)﹣(﹣t﹣1)=﹣t2+3t+4,
∴△PAD的面積=12?PE?(4+1)=52(﹣t2+3t+4)=?52(t?32)2+1258,
當(dāng)t=52時(shí),△PAD的面積最大,且最大值是1258.
典例2
如圖,二次函數(shù)y=12x2+bx+c的圖象與x軸交于B、C兩點(diǎn)(點(diǎn)B在點(diǎn)C的左側(cè)),一次函數(shù)y=kx+1的圖象經(jīng)過(guò)點(diǎn)B和二次函數(shù)圖象上另一點(diǎn)A.其中點(diǎn)A的坐標(biāo)為(4,3).
(1)求二次函數(shù)和一次函數(shù)的解析式;
(2)若拋物線上的點(diǎn)P在第四象限內(nèi),過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線PQ,交直線AB于點(diǎn)Q,求線段PQ的最大值.
解題思路:(1)先把A點(diǎn)坐標(biāo)代入y=kx+1可求出k,從而得到一次函數(shù)解析式為y=12x+1,則易得B(﹣2,0),然后利用待定系數(shù)法求拋物線解析式;
(2)利用二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征和一次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,設(shè)P(x,12x2?12x﹣3),Q(x,12x+1),(點(diǎn))則PQ=12x+1﹣(12x2?12x﹣3),(線)把解析式配成頂點(diǎn)式得到PQ=?12(x﹣1)2+92,(式)然后根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求PQ的最大值.
答案詳解:解:(1)把A(4,3)代入y=kx+1得:
4k+1=3,
解得:k=12,
∴一次函數(shù)解析式為y=12x+1,
當(dāng)y=0時(shí),12x+1=0,
解得x=﹣2,
則B(﹣2,0),
把B(﹣2,0),A(4,3)代入y=12x2+bx+c得:
2?2?2b+c=08+4b+c=3,
解得:b=?12c=?3
∴拋物線解析式為y=12x2?12x﹣3;
(2)設(shè)P(x,12x2?12x﹣3),則Q(x,12x+1),
∴PQ=12x+1﹣(12x2?12x﹣3)
=?12x2+x+4
=?12(x﹣1)2+92,
∴當(dāng)x=1時(shí),PQ最大,最大值為92.
實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練
一.線段最值之縱差法
1.如圖,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊),與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),B,C兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(3,0)和(0,3).
(1)直線BC的解析式為 y=﹣x+3 .
(2)求拋物線所對(duì)應(yīng)的函數(shù)解析式.
(3)①頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為 (1,4) ;
②當(dāng)0≤x≤4時(shí),二次函數(shù)的最大值為 4 ,最小值為 ﹣5 .
(4)若點(diǎn)M是第一象限的拋物線上的點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作x軸的垂線交BC于點(diǎn)N,求線段MN的最大值.
試題分析:(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)解析式即可;
(2)把B(3,0),和C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,即可求函數(shù)解析式;
(3)①由y=﹣(x﹣1)2+4,即可求頂點(diǎn)坐標(biāo);
②當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)有最大值4,當(dāng)x=4時(shí),函數(shù)有最小值﹣5;
(4)設(shè)點(diǎn)M(t,﹣t2+2t+3),則N(t,﹣t+3),可得MN=?(t?32)2+94,即可求MN的最大值.
答案詳解:解:(1)設(shè)直線BC的解析式為y=kx+m,
∴3k+m=0m=3,
∴k=?1m=3,
∴y=﹣x+3,
所以答案是:y=﹣x+3;
(2)把B(3,0),和C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
得?9+3b+c=0c=3,
解得b=2c=3,
∴y=﹣x2+2x+3;
(3)①∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴頂點(diǎn)D(1,4),
所以答案是:(1,4);
②∵函數(shù)的對(duì)稱軸為直線x=1,
∴當(dāng)x=1時(shí),函數(shù)有最大值4,
∵0≤x≤4,
∴當(dāng)x=4時(shí),函數(shù)有最小值﹣5,
所以答案是:4,﹣5;
(4)設(shè)點(diǎn)M(t,﹣t2+2t+3),則N(t,﹣t+3),
∴MN=﹣t2+3t=?(t?32)2+94,
∴線段MN的最大值是94.
2.如圖,直線y=?23x+c與x軸交于點(diǎn)A(3,0),與y軸交于點(diǎn)B,拋物線y=?43x2+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,B.
(1)求點(diǎn)B的坐標(biāo)和拋物線的解析式;
(2)M(m,0)為線段OA上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M垂直于x軸的直線與直線AB和拋物線分別交于點(diǎn)P、N.
①試用含m的代數(shù)式表示線段PN的長(zhǎng);
②求線段PN的最大值.
試題分析:(1)把A點(diǎn)坐標(biāo)代入直線解析式可求得c,則可求得B點(diǎn)坐標(biāo),由A、B的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求得拋物線解析式;
(2)①M(fèi)(m,0),則P(m,?23m+2),N(m,?43m2+103m+2),即可求出PN的長(zhǎng);
②根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)可得線段PN的最大值.
答案詳解:解:(1)∵y=?23x+c與x軸交于點(diǎn)A(3,0),與y軸交于點(diǎn)B,
∴0=﹣2+c,解得c=2,
∴B(0,2),
∵拋物線y=?43x2+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A,B,
∴?12+3b+c=0c=2,解得b=103c=2,
∴拋物線解析式為y=?43x2+103x+2;
(2)①M(fèi)(m,0),則P(m,?23m+2),N(m,?43m2+103m+2),
∴PN=(?43m2+103m+2)?(?23m+2)=?43m2+4m(0≤m≤3);
②∵PN=?43m2+4m=?43(m?32)2+3,
∴m=32時(shí),線段PN有最大值為3.
3.如圖,已知二次函數(shù)y=12x2﹣x?32的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn).
(1)求A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)求直線BC的函數(shù)表達(dá)式;
(3)若D是線段OB上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)D作x軸的垂線交直線BC于E點(diǎn),交拋物線于F點(diǎn),求線段EF的最大值.
試題分析:(1)將x=0代入函數(shù)解析式即可求出C點(diǎn)坐標(biāo),將y=0代入函數(shù)解析式即可求出A、B的坐標(biāo);
(2)利用一次函數(shù)的待定系數(shù)法直接求解即可;
(3)設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo),再利用兩點(diǎn)之間的距離公式求解即可.
答案詳解:(1)解:∵二次函數(shù)y=12 x2﹣x?32,
令 y=0,即12x2?x?32=0,
∴x1=3,x2=﹣1,
由圖可得,B在A的右邊,
∴B(3,0),A(﹣1,0),
令 x=0,則y=?32,即C(0,?32);
(2)解:設(shè)直線BC解析式為 y=kx+b,
把 B(3,0),C(0,﹣2)代入得,
3k+b=0b=?32,
解得k=12b=?32,
∴直線BC解析式為y=12x?32;
(3)解:設(shè) D(x,0),0≤x≤3,DF⊥x 軸,
∴xD=xE=xF=x,
∵E在直線BC上,
∴yE=12x?32,即E(x,12x?32),
∵F在拋物線上,
∴yF=12x2?x?32,即F(x,12x2?x?32),
∴EF=|yE?yF|=12x?32?(12x2?x?32)=?12x2+32x,
∴x=?b2a=32,
∴0≤x≤32,y隨x的增大而增大,32<x≤3,y隨x的增大而減小,
∴x=32 時(shí),EF有最大值,
∴EF=?12×(32)2+32×32=98;
∴EF的最大值是 98.
4.如圖所示,拋物線y=x2+bx+c與x軸交于點(diǎn)A和點(diǎn)B(5,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,5).
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)M是拋物線在x軸下方的動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作MN∥y軸交直線BC于點(diǎn)N,求線段MN的最大值.
試題分析:(1)通過(guò)待定系數(shù)法求解.
(2)由B,C坐標(biāo)求出直線BC解析式,設(shè)點(diǎn)M坐標(biāo)為(m,m2﹣6m+5),從而可得點(diǎn)N坐標(biāo),進(jìn)而求解.
答案詳解:解:(1)將(5,0),(0,5)代入y=x2+bx+c得25+5b+c=0c=5,
解得b=?6c=5,
∴y=x2﹣6x+5.
(2)設(shè)直線BC解析式為y=kx+n,
將(5,0),(0,5)代入y=kx+n得5k+n=0n=5,
解得k=?1n=5,
∴y=﹣x+5,
設(shè)點(diǎn)M坐標(biāo)為(m,m2﹣6m+5),則點(diǎn)N坐標(biāo)為(m,﹣m+5),
∴MN=﹣m+5﹣(m2﹣6m+5)=﹣m2+5m=﹣(m?52)2+254,
∴MN最大值為254.
二.線段最值之改邪歸正
5.如圖,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn),B(1,0),與y軸交于D(0,3),直線與拋物線交于B、C兩點(diǎn),其中C(﹣2,3).
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P是直線BC上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作PE⊥BC,拋物線上是否存在一點(diǎn)P使得線段PE最大,若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo)和線段PE的最大值,若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
試題分析:(1)利用待定系數(shù)法即可求出拋物線的解析式;
(2)過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線與BC交點(diǎn)F,可知PE和PF的比例關(guān)系確定,即PF越大,PE就越大.
答案詳解:解:(1)把點(diǎn)B(1,0),D(0,3),C(﹣2,3)分別代入y=ax2+bx+c,得
a+b+c=0c=34a?2b+c=3.
解得a=?1b=?2c=3.
故該拋物線解析式是y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如圖,過(guò)點(diǎn)P作PG⊥x軸于點(diǎn)G,與BC交點(diǎn)F,過(guò)點(diǎn)C作CH⊥x軸于點(diǎn)H,
則有CH∥PG,H(﹣2,0),
∴BH=1﹣(﹣2)=3,CH=3,
∴BC=32,
∵在△FPE和△FGB中,∠PEF=∠FGB=90°,∠PFE=∠GFB,
∴∠EPF=∠FBG=∠CBH,
∴cs∠CBA=cs∠EPF=BHBC=PEPF=22,
∴PE=22PF,
設(shè)直線BC的解析式為:y=kx+t(k≠0),
把B(1,0),C(﹣2,3)分別代入,
得k+t=0?2k+t=3.
解得k=?1t=1.
∴直線BC的解析式為:y=﹣x+1.
設(shè)P(a,﹣a2﹣2a+3),
則F(a,﹣a+1),
∴PF=﹣a2﹣2a+3﹣(﹣a+1)=﹣a2﹣a+2,
∴當(dāng)a=??1?2=?12時(shí),PFmax=?14+12+2=94,
則此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(?12,154),PEmax=22PFmax=928.
6.如圖1,拋物線y=?12x2+bx+c與x軸交于A(﹣1,0)和B點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,2).
(1)求這個(gè)拋物線的解析式;
(2)若點(diǎn)P在拋物線上,且滿足∠PAB=∠ACO,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,若點(diǎn)D是在直線BC上方的拋物線的一點(diǎn),作DE⊥BC于點(diǎn)E,求線段DE的最大值.
試題分析:(1)由拋物線y=?12x2+bx+c經(jīng)過(guò)A(﹣1,0)、C(0,2),用待定系數(shù)法即得拋物線解析式為y=?12x2+32x+2;
(2)過(guò)P作PM⊥x軸于M,設(shè)P(m,?12m2+32m+2),根據(jù)∠PAB=∠ACO,得tan∠PAB=tan∠ACO,即PMAM=AOCO=12,有|?12m2+32m+2|m+1=12,即可解得點(diǎn)P的坐標(biāo)為(3,2)或(5,﹣3);
(3)作D作DN⊥x軸于N交BC于F,由y=?12x2+32x+2得B(4,0),可得直線BC為y=?12x+2,在Rt△BOC中,可求cs∠CBO=OBBC=255,而DE⊥BC,∠DFE=∠BFN,知∠EDF=∠NBF,故DE=DF?cs∠EDF=DF?cs∠CBO=255DF,即知DF最大時(shí),DE最大,設(shè)D(n,?12n2+32n+2),則DF=?12(n﹣2)2+2,即可得DE的最大值為455.
答案詳解:解:(1)∵拋物線y=?12x2+bx+c經(jīng)過(guò)A(﹣1,0)、C(0,2),
∴0=?12?b+c2=c,解得b=32c=2,
∴拋物線解析式為y=?12x2+32x+2;
(2)過(guò)P作PM⊥x軸于M,如圖:
設(shè)P(m,?12m2+32m+2),則PM=|?12m2+32m+2|,AM=m+1,
∵∠PAB=∠ACO,
∴tan∠PAB=tan∠ACO,即PMAM=AOCO=12,
∴|?12m2+32m+2|m+1=12,
當(dāng)P在x軸上方時(shí),?12m2+32m+2m+1=12,
解得m=3或m=﹣1(與A重合,舍去),
∴P(3,2),
當(dāng)P在x軸下方時(shí),?12m2+32m+2m+1=?12,
解得m=5或m=﹣1(舍去),
∴P(5,﹣3),
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(3,2)或(5,﹣3);
(3)作D作DN⊥x軸于N交BC于F,如圖:
在y=?12x2+32x+2中,令y=0得?12x2+32x+2=0,
解得x=4或x=﹣1,
∴B(4,0),
設(shè)直線BC為y=kx+2,
∴0=4k+2,解得k=?12,
∴直線BC為y=?12x+2,
在Rt△BOC中,BC=OC2+OB2=25,
∴cs∠CBO=OBBC=255,
∵DE⊥BC,∠DFE=∠BFN,
∴∠EDF=∠NBF,
∴DE=DF?cs∠EDF=DF?cs∠CBO=255DF,
∴DF最大時(shí),DE最大,
設(shè)D(n,?12n2+32n+2),則F(n,?12n+2),
∴DF=(?12n2+32n+2)﹣(?12n+2)=?12(n﹣2)2+2,
∴n=2時(shí),DF最大為2,
∴DE的最大值為255×2=455.
三.面積最值--改邪歸正縱橫積
7.如圖,已知拋物線y=ax2+3ax+c(a>0)與y軸交于點(diǎn)C,與x軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)A在點(diǎn)B左側(cè).點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,0),OC=3OB.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)若點(diǎn)D是線段AC下方拋物線上的動(dòng)點(diǎn),求△ACD面積的最大值.
試題分析:(1)利用待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,進(jìn)行計(jì)算即可解答;
(2)過(guò)點(diǎn)D作DF⊥x軸,垂足為F,交直線AC于點(diǎn)E,先求出點(diǎn)A的坐標(biāo),再求出直線AC的解析式為y=?34x﹣3,然后設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(t,34t2+94t﹣3),則點(diǎn)E的坐標(biāo)為(t,?34t﹣3),從而可得DE=?34t2﹣3t,最后根據(jù)△ADC的面積=△ADE的面積+△CDE的面積,進(jìn)行計(jì)算即可解答.
答案詳解:解:(1)∵點(diǎn)B的坐標(biāo)為(1,0),
∴OB=1,
∵OC=3OB,
∴OC=3,
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,﹣3),
把B(1,0),C(0,﹣3)代入拋物線y=ax2+3ax+c中得:
a+3a+c=0,c=?3,
解得:a=34c=?3,
∴拋物線的表達(dá)式為y=34x2+94x﹣3;
(2)過(guò)點(diǎn)D作DF⊥x軸,垂足為F,交直線AC于點(diǎn)E,
當(dāng)y=0時(shí),34x2+94x﹣3=0,
解得:x1=﹣4,x2=1,
∴A(﹣4,0),B(1,0),
∴OA=4,
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b,
把A(﹣4,0),C(0,﹣3)代入y=kx+b中得:
?4k+b=0b=?3,
解得:k=?34b=?3,
∴直線AC的解析式為y=?34x﹣3,
設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(t,34t2+94t﹣3),則點(diǎn)E的坐標(biāo)為(t,?34t﹣3),
∴DE=?34t﹣3﹣(34t2+94t﹣3)=?34t2﹣3t,
∴△ADC的面積=△ADE的面積+△CDE的面積
=12DE?AF+12DE?OF
=12DE?(AF+OF)
=12DE?OA
=12?(?34t2﹣3t)?4
=?32t2﹣6t
=?32(t+2)2+6,
∴當(dāng)t=﹣2時(shí),△ACD面積有最大值,最大值為6,
∴△ACD面積的最大值為6.
8.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax2﹣2ax+c(a≠0)經(jīng)過(guò)A(﹣2,0),C(0,﹣2)兩點(diǎn),與x軸另一交點(diǎn)為B.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)在拋物線的對(duì)稱軸找出點(diǎn)若M,使得∠BMC=90°,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)P為直線BC下方的拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(點(diǎn)P與B、C不重合)求△PBC面積的最大值.
試題分析:(1)把A,C代入拋物線,求得a,c即可;
(2)求出點(diǎn)B(4,0),對(duì)稱軸為直線x=1,設(shè)M(1,m),利用勾股定理列出關(guān)于m的方程,解方程即可求得結(jié)論;
(3)過(guò)點(diǎn)P作y軸的平行線交BC于點(diǎn)D,設(shè)點(diǎn)P(x,14x2?12x﹣2),則點(diǎn)D (x,12x﹣2),PD=12x﹣2﹣(14x2?12x﹣2)=?14x2+x,由S△PBC=12PD?OB=12(?14x2+x)×4=?12(x﹣2)2+2,根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)即可求得.
答案詳解:解:(1)∵拋物線y=ax2﹣2ax+c(a≠0)經(jīng)過(guò)A(﹣2,0),C(0,﹣2)兩點(diǎn),
∴c=﹣2,4a+4a﹣2=0,
解得a=14,
∴拋物線解析式為y=14x2?12x﹣2;
(2)∵y=14x2?12x﹣2=14(x﹣1)2?94,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線x=1.
當(dāng)y=0時(shí),14x2?12x﹣2=0,
∴x=﹣2或4,
∴B(4,0),
∴設(shè)點(diǎn)M(1,m),
∴CM2+BM2=BC2.
∴1+(m+2)2+(4﹣1)2+m2=42+22,
∴m=﹣3或1,
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,﹣3)或(1,1);
(3)過(guò)點(diǎn)P作PD∥y軸,交交BC于點(diǎn)D,
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b(k≠0,k、b是常數(shù)),
∵B(4,0),C(0,﹣2),
∴4k+b=0b=?2,解得:k=12b=?2,
故直線BC的解析式為:y=12x﹣2,
設(shè)點(diǎn)P(x,14x2?12x﹣2),則點(diǎn)D (x,12x﹣2),
∴PD=12x﹣2﹣(14x2?12x﹣2)=?14x2+x,
∴S△PBC=12PD?OB=12(?14x2+x)×4=?12(x﹣2)2+2(其中0<x<4),
∵?12<0,
∴這個(gè)二次函數(shù)有最大值.
當(dāng)x=2時(shí),S△PBC的最大值為2.
9.如圖,拋物線y=﹣x2﹣2x+3與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,在第二象限內(nèi)的拋物線上確定一點(diǎn)P,使四邊形PBAC的面積最大,求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
試題分析:過(guò)點(diǎn)P作PK∥y軸交BC于點(diǎn)K,首先求得A、B、C的坐標(biāo),然后利用待定系數(shù)法求出設(shè)直線BC解析式,設(shè)P(t,﹣t2﹣2t+3),則K(t,t+3),根據(jù)S四邊形PBAC=S△PBC+S△ABC,得出S四邊形PBAC=?32(t+32)2+758,運(yùn)用二次函數(shù)求最值方法即可得出答案.
答案詳解:解:如圖,過(guò)點(diǎn)P作PK∥y軸交BC于點(diǎn)K,
令x=0,則y=﹣x2﹣2x+3=3,
∴C(0,3),
令y=0,則﹣x2﹣2x+3=0,
解得x=﹣3或x=1,
∴A(1,0),B(﹣3,0),
設(shè)直線BC解析式為y=kx+b,將B(﹣3,0),C(0,3)代入,
得:?3k+b=0b=3,
解得:k=1b=3,
∴直線BC解析式為y=x+3,
設(shè)P(t,﹣t2﹣2t+3),則K(t,t+3),
∴PK=﹣t2﹣2t+3﹣(t+3)=﹣t2﹣3t,
∴S△PBC=S△PBK+S△PCK=12PK?(t+3)+12PK?(0﹣t)=32PK=32(﹣t2﹣3t),
S△ABC=12AB?OC=12×4×3=6,
∴S四邊形PBAC=S△PBC+S△ABC=32(﹣t2﹣3t)+6=?32(t+32)2+758,
∵?32<0,
∴當(dāng)t=?32時(shí),四邊形PBAC的面積最大,
此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(?32,154).
10.如圖,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于A(﹣1,0),B(3,0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣3).
(1)求出該拋物線的函數(shù)關(guān)系式;
(2)求出該拋物線的對(duì)稱軸;
(3)點(diǎn)P是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m(0<m<3).當(dāng)△PCB的面積的最大值時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo).
試題分析:(1)用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式即可;
(2)由y=(x﹣1)2﹣4直接求對(duì)稱軸即可;
(3)先求直線BC的解析式,過(guò)點(diǎn)P作PQ∥y軸交于BC于點(diǎn)Q,則P(m,m2﹣2m﹣3),Q(m,m﹣3),再由S△PBC=?32(m?32)2+278,求P點(diǎn)坐標(biāo)即可.
答案詳解:解:(1)將A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)代入y=ax2+bx+c,
∴a?b+c=09a+3b+c=0c=?3,
解得a=1b=?2c=?3,
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線x=1;
(3)設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b,
∴3k+b=0b=?3,
解得k=1b=?3,
∴y=x﹣3,
過(guò)點(diǎn)P作PQ∥y軸交于BC于點(diǎn)Q,
∵點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為m,
∴P(m,m2﹣2m﹣3),則Q(m,m﹣3),
∴PQ=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,
∴S△PBC=12×3×(﹣m2+3m)=?32(m?32)2+278,
∵0<m<3,
∴當(dāng)m=32時(shí),△PCB的面積有最大值,
此時(shí)P(32,?154).
11.如圖,關(guān)于x的二次函數(shù)y=﹣x2+bx+3的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,且過(guò)點(diǎn)D(﹣1,4).
(1)求b的值及該二次函數(shù)圖象的對(duì)稱軸;
(2)連接AC,AD,CD,求△ADC的面積;
(3)在AC上方拋物線上有一動(dòng)點(diǎn)M,請(qǐng)直接寫(xiě)出△ACM的面積取到最大值時(shí),點(diǎn)M的坐標(biāo).
試題分析:(1)直接把點(diǎn)D(﹣1,4)代入二次函數(shù)y=﹣x2+bx+3中得b的值,從而可得結(jié)論;
(2)根據(jù)三角形的面積差可得結(jié)論;
(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)M作MN∥y軸,交AC于點(diǎn)N,利用待定系數(shù)法可得直線AC的解析式,設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(t,﹣t2﹣2t+3),則N(t,t+3),表示MN的長(zhǎng),根據(jù)三角形的面積公式并配方成頂點(diǎn)式可得結(jié)論.
答案詳解:解:(1)把點(diǎn)D(﹣1,4)代入二次函數(shù)y=﹣x2+bx+3中得:﹣1﹣b+3=4,
∴b=﹣2,
∴y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴對(duì)稱軸是:直線x=﹣1;
(2)如圖1,連接OD,
當(dāng)y=0時(shí),﹣(x+1)2+4=0,
∴x1=﹣3,x2=1,
∴A(﹣3,0),
∵D(﹣1,4),C(0,3),
∴△ADC的面積=S△AOD+S△CDO﹣S△AOC=12×3×4+12×3×1?12×3×3=3;
(3)如圖2,過(guò)點(diǎn)M作MN∥y軸,交AC于點(diǎn)N,
∵A(﹣3,0),C(0,3),
∴設(shè)直線AC的解析式為y=kx+m,
則?3k+m=0m=3,解得:k=1m=3,
∴直線AC的解析式為:y=x+3,
設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(t,﹣t2﹣2t+3),則N(t,t+3),
∵點(diǎn)M是在AC上方拋物線上有一動(dòng)點(diǎn),
∴﹣3<t<0,MN=(﹣t2﹣2t+3)﹣(t+3)=﹣t2﹣3t,
∴S△AMC=12?MN?OA=32(﹣t2﹣3t)=?32(t+32)2+278,
∵?32<0,
∴當(dāng)t=32時(shí),△ACM的面積有最大值,此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(?32,154).
12.如圖,拋物線y=x2+x﹣2與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C.
(1)結(jié)合函數(shù)圖象,當(dāng)﹣2<x<4時(shí),直接寫(xiě)出y的取值范圍: ?94≤y<18 .
(2)若點(diǎn)M是直線AC下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),求四邊形ABCM面積的最大值.
試題分析:(1)求出拋物線與x軸的交點(diǎn),對(duì)稱軸,再根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)求出y的取值范圍;
(2)過(guò)點(diǎn)M作MN⊥x軸與點(diǎn)N,設(shè)點(diǎn)M(x,x2+x﹣2),則AN=x+2,ON=﹣x,OB=1,OC=2,MN=﹣(x2+x﹣2)=﹣x2﹣x+2,根據(jù)S 四邊形ABCM=S△AOM+S△OCM+S△BOC構(gòu)建二次函數(shù),利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可解決問(wèn)題.
答案詳解:解:(1)由 y=0,得 x2+x﹣2=0 解得 x=﹣2,x=1,
∴A(﹣2,0),B(1,0),
對(duì)稱軸為x=?2+12=?12,
∴當(dāng)x=?12時(shí),y=(?12)2+(?12)﹣2=?94,
當(dāng)x=4時(shí),y=42+4﹣2=18,
∴當(dāng)﹣2<x<4時(shí),y的取值范圍為?94≤y<18,
所以答案是:?94≤y<18;
(2)由 x=0,得 y=﹣2,
∴C(0,﹣2),
過(guò)點(diǎn)M作MN⊥x軸與點(diǎn)N,
設(shè)點(diǎn)M(x,x2+x﹣2),則AO=2,ON=﹣x,OB=1,OC=2,MN=﹣(x2+x﹣2)=﹣x2﹣x+2,
S 四邊形ABCM=S△AOM+S△OCM+S△BOC=12×2×(﹣x2﹣x+2)+12×2×(﹣x)+12×1×2
=﹣x2﹣2x+3
=﹣(x+1)2+4,
∵﹣1<0,
∴當(dāng)x=﹣1時(shí),S四邊形ABCM的最大值為4.
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