三角形面積之比:
一、平行轉化法:
例1.(2024?酒泉二模)如圖,平面直角坐標系中,已知二次函數y=ax2+bx+c的圖象與x軸交于點A(﹣1,0)和點B(3,0)兩點,與y軸交于點C(0,3).點D為直線BC上的一動點.
(1)求此二次函數的表達式;
(2)如圖1,當點D在線段BC上時,過動點D作DP∥AC交拋物線第一象限部分于點P,連接PA,PB,記△PAD與△PBD的面積和為S,當S取得最大值時,求點P的坐標;
【解答】解:(1)由題意得:y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),
則﹣3a=3,則a=﹣1,
則拋物線的表達式為:y=﹣x2+2x+3;
(2)連接CP,
∵DP∥AC,則S△PDA=S△PCD,
則S=S△PAD+S△PBD=S△PBC,
過點P作y軸的平行線交BC于點E,
由點B、C的坐標得,直線BC的表達式為:y=﹣x+3,
設點P(x,﹣x2+2x+3),則點E(x,﹣x+3),
則S=PE×OB=3×(﹣x2+2x+3+x﹣3)=﹣(x﹣)2+≤,
故S的最大值為,此時x=1.5,則點P(,);
對應練習:已知:如圖所示,拋物線y=ax2-2ax-3a的圖象與x軸交于A、B兩點,與y軸交于點C,且OC=3OA.
(1)求此拋物線解析式;
(2)在點P為拋物線上一動點,若△ACP的面積是6,求點P的坐標.
二、三角形面積之比:
例2.(2024?濟寧二模)如圖,在平面直角坐標系中,拋物線y=ax2+bx+c(a<0)與x軸交于A(﹣2,0),B(4,0)兩點,與y軸交于點C,且OC=2OA.
(1)試求拋物線的解析式;
(2)直線y=kx+1(k>0)與y軸交于點D,與拋物線在第一象限交于點P,與直線BC交于點M,記,試求m的最大值及此時點P的坐標;
【解答】解:(1)∵A(﹣2,0),
∴OA=2,
∵OC=2OA,
∴OC=4,
∴C(0,4),
∵拋物線y=ax2+bx+c經過點A(﹣2,0)、B(4,0)、C(0,4),
∴,
解得:,
∴該拋物線的解析式為y=﹣x2+x+4;
(2)如圖1,過點P作PE∥y軸交直線BC于E,連接CP,
設直線BC的解析式為y=kx+d,
∵B(4,0)、C(0,4),
∴,
解得:,
∴直線BC的解析式為y=﹣x+4,
設P(t,﹣t2+t+4),則E(t,﹣t+4),
∴PE=﹣t2+t+4﹣(﹣t+4)=﹣t2+2t,
∵直線y=kx+1(k>0)與y軸交于點D,
∴D(0,1),
∴CD=4﹣1=3,
∵PE∥y軸,即PE∥CD,
∴△EMP∽△CMD,
∴===﹣t2+t,
∵m==,
∴m=﹣t2+t=﹣(t﹣2)2+,
∵﹣<0,
∴當t=2時,m取得最大值,此時點P的坐標為(2,4);
對應練習:
1.(2024?單縣三模)已知拋物線y=ax2+bx+3的頂點坐標為(﹣1,4),與x軸交于點A和點B,與y軸交于點C,點P為第二象限內拋物線上的動點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,連接OP交BC于點D,當S△CPD:S△BPD=1:2時,請求出點D的坐標;
【解答】解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+3的頂點坐標為(﹣1,4),
∴,
解得:,
∴拋物線解析式為y=﹣x2﹣2x+3;
(2)令y=0,得﹣x2﹣2x+3=0,
解得:x1=﹣3,x2=1,
∴A(1,0),B(﹣3,0),
令x=0,則y=﹣x2﹣2x+3=3,
∴C(0,3),
∴OB=OC=3,
∴,∠CBO=45°,
∵S△CPD:S△BPD=1:2,設點P到BC的距離為h,
∴==,
∴,
過點D作DK⊥x軸于點K,則△BDK是等腰直角三角形,如圖1,
∴,
∴OK=1,
∴D(﹣1,2);
2.(2023?懷遠縣校級模擬)如圖1,拋物線y=ax2+bx+4(a≠0)與x軸交于點A(﹣1,0),C(3,0),與y軸交于點B,P是第一象限內拋物線上的點,連接OP交BC于點M,連接PC.
(1)求拋物線的解析式;
(2)是否存在點P,使得S△PCM:S△CMO=2:3?若存在,請求出點P的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)把點A(﹣1,0),C(3,0)代入y=ax2+bx+4(a≠0),得:
,
解得,
∴拋物線的解析式為;
(2)存在.如圖,過點P作PQ∥BC交x軸于點Q,
∴△CMO∽△QPO,
∴,
設△OPC的邊OP上的高為h,
∴,,
∵S△PCM:S△CMO=2:3,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵OC=3,
∴OQ=5,
∴點Q的坐標為(5,0),
由拋物線的解析式知B(0,4),
設直線BC的解析式為y=k1x+b1,
把B(0,4),C(3,0)代入得,,
解得,
∴直線BC的解析式為,
∵PQ∥BC,
∴設直線PQ的解析式為,
代入Q(5,0)得,
解得,
∴直線PQ的解析式為,
∵點P在拋物線,
∴聯立得,解得x1=1,x2=2,
把x1=1,x2=2代入,得,
∴點P的坐標為或(2,4);
3.(2024春?昆都侖區(qū)校級月考)如圖,拋物線y=ax2+2x+c(a<0)與x軸交于點A和點B(點A在原點的左側,點B在原點的右側),與y軸交于點C,OB=OC=3.
(1)求該拋物線的函數解析式;
(2)如圖①,連接BC,點D是直線BC上方拋物線上的點,連接OD,CD.OD交BC于點F,當S△COF:S△CDF=3:2時,求點D的坐標;
【解答】解:(1)∵OC=OB=3,
∴C(0,3),B(3,0),
將C(0,3),B(3,0)代入y=ax2+2x+c,得:
,
∴,
∴拋物線解析式為:y=﹣x2+2x+3;
(2)設BC的解析式為y=kx+m,將C(0,3),B(3,0)代入,得:
,
∴,
∴直線BC的解析式為:y=﹣x+3.
∵△CDF與△COF高相同,
∴S△COF:S△CDF=OF:FD=3:2.
作DG∥y軸,交BC于點G,設點D的橫坐標為t,則G(t,﹣t+3),D(t,﹣t2+2t+3),
∴DG=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t.
∵DG∥CO,
∴△GDF∽△COF,
∴OF:DF=OC:DG,
∴DG=2,
∴﹣t2+3t=2,
∴t1=1,t2=2,
∴當t=1時,
∴y=4,
當t=2時,
∴y=3,
∴點D的坐標(1,4)或(2,3);
4.(2024?濟寧)已知二次函數y=ax2+bx+c的圖象經過(0,﹣3),(﹣b,c)兩點,其中a,b,c為常數,且ab>0.
(1)求a,c的值;
(2)若該二次函數的最小值是﹣4,且它的圖象與x軸交于點A,B(點A在點B的左側),與y軸交于點C.
①求該二次函數的解析式,并直接寫出點A,B的坐標;
②如圖,在y軸左側該二次函數的圖象上有一動點P,過點P作x軸的垂線,垂足為D,與直線AC交于點E,連接PC,CB,BE.是否存在點P,使若存在,求此時點P的橫坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)∵函數過(0,﹣3),(﹣b,c)
∴c=﹣3,ab2﹣b2+c=c,
∴(a﹣1)b2=0,
∵ab>0,
∴a≠0,b≠0,
∴a﹣1=0,
∴a=1.
(2)①由(1)知該函數的解析式為:y=x2+bx﹣3=(x+)2﹣,
∵a=1>0,
∴當x=﹣時,函數最小值為y=﹣,
∵二次函數最小值為﹣4,
∴﹣=﹣4,
解得b=±2,
∵ab>0,
∴b=2,
∴二次函數解析式為y=x2+2x﹣3,
令y=0,則x2+2x﹣3=0,
解得x1=﹣3,x2=1,
∴點A坐標(﹣3,0),點B坐標(1,0).
②Ⅰ,當點P在點A右側時,如圖,過B作BF⊥AC于點F,過P作PG⊥AC于點G,
∵A(﹣3,0),C(0,﹣3),B(1,0),
∴OA=OC=3,OB=1,
∴AB=OA+OB=4,AC=3,
∵S△ABC=,
∴BF==2,
∵△PCE和△BCE都是以CE為底的三角形,
∴==,
∴PG=,
過P作PH∥AC交y軸于點H,過C作CK⊥PH,則CK=PG=,
∵OA=OC,
∴∠OCA=45°,
∴∠CHK=45°,
∴CH=CK=,
∴OH=,
∴點H坐標(0,﹣),
∴直線PH解析式為y=﹣x﹣,
聯立方程組可得,
解得,,
∴P點坐標為(,)或(,).
Ⅱ,當點P在點A左側時,過P作PH∥AC交y軸于點H,
同第一種情況的方法可得H(0,﹣)
∴直線PH解析式為y=﹣x﹣,
聯立方程組得,
解得(舍),,
∴P點坐標為(,).
綜上,P點的橫坐標為或或.
5.(2024?東營)如圖,在平面直角坐標系中,已知拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A(﹣1,0),B(2,0)兩點,與y軸交于點C,點D是拋物線上的一個動點.
(1)求拋物線的表達式;
(2)當點D在直線BC下方的拋物線上時,過點D作y軸的平行線交BC于點E,設點D的橫坐標為t,DE的長為l,請寫出l關于t的函數表達式,并寫出自變量t的取值范圍;
(3)連接AD,交BC于點F,求的最大值.
【解答】解:(1)由題意得,
,
∴,
∴拋物線的表達式為:y=x2﹣x﹣2;
(2)設直線BC的函數表達式為:y=mx+n,
∴,
∴,
∴y=x﹣2,
∴E(t,t﹣2),
∵D(t,t2﹣t﹣2),
∴l(xiāng)=(t﹣2)﹣(t2﹣t﹣2)=﹣t2+2t(0<t<2);
(3)如圖1,
當0<t<2時,
作AG∥DE,交BC于G,
∴△DEF∽△AGF,
∴,
把x=﹣1代入y=x﹣2得,
y=﹣3,
∴AG=3,
∴=﹣(t﹣1)2+,
∵當x=1時,最大=,
∵,
∴最大=.
6.(2024?湖北模擬)如圖,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點A(﹣2,0)和點B,交y軸負半軸于點C,對稱軸在y軸的右邊,OB=2OC,點P是直線BC下方拋物線上的點,連接OP交BC于點E,連接PC,記△PEC,△OEC的面積分別為S1,S2.(1)當拋物線的對稱軸為直線x=1時.
①求拋物線的函數表達式;
②當的值最大時,求此時點P的坐標;
【解答】解:(1)①拋物線的對稱軸為直線 x=1,A(﹣2,0),
∴B(4,0),
∵OB=2OC,點C在y軸負半軸上,
∴C(0,﹣2),即c=﹣2,
∵點A,B在拋物線上,
∴,
解得:,
∴.拋物線的函數表達式為;
②∵B(40),C(0,﹣2),
設直線BC的解析式為 y=kx﹣2,
∴0=4k﹣2,
解得 ,
∴直線BC的解析式為,
過點P作PF⊥x軸,交BC于點F,如圖1,
設,,OC∥PF,
∴,
∵OC∥PF,
∴△OCE∽△PFE,
∴=,
∴====,
∵,
∴當m=2時,的值最大,此時P(2,﹣2);
三、面積差
例3.(2023?武漢模擬)如圖1,拋物線y=ax2+bx﹣3(a>0)交x軸于點A,B(點A在點B左側),交y軸于點C,且OB=OC=3OA,點D為拋物線上第四象限的動點.
(1)求拋物線的解析式.
(2)如圖1,直線AD交BC于點P,連接AC,BD,若△ACP和△BDP的面積分別為S1和S2,當S1﹣S2的值最小時,求直線AD的解析式.
【解答】解:(1)由二次函數y=ax2+bx﹣3,
令x=0,則y=﹣3,
∴C(0,﹣3).
又∵OB=OC=3OA,
∴A(﹣1,0),B(3,0),代入得:
y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2+2x﹣3)
即﹣3a=﹣3,
解得:a=1
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)由題意得:S1﹣S2=(S△ACP+S△ABP)﹣(S△BDP+S△ABP)=S△ABC﹣S△ABD.
∵S△ABC=6,為定值,
∴當S△ABD達到最大值時,S1﹣S2的值最?。?br>即點D為拋物線的頂點(1,﹣4)時,S△ABD達到最大值.
又∵A(﹣1,0),
設直線AD的表達式為:y=k(x+1),
將點D的坐標代入上式并解得:k=﹣2,
∴直線AD的表達式為:y=﹣2x﹣2;
對應練習:
1.(2024?資陽)已知平面直角坐標系中,O為坐標原點,拋物線y=﹣x2+bx+c與x軸交于A,B兩點,與y軸的正半軸交于C點,且B(4,0),BC=4.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖1,點P是拋物線在第一象限內的一點,連接PB,PC,過點P作PD⊥x軸于點D,交BC于點K.記△PBC,△BDK的面積分別為S1,S2,求S1﹣S2的最大值;
【解答】解:(1)∵B(4,0),
∴OB=4,
∵∠BOC=90°,,
∴,
∴C(0,4),
把B(4,0),C(0,4),代入函數解析式得:
,
解得:,
∴;
(2)∵B(4,0),C(0,4),
∴設直線BC的解析式為:y=kx+4(k≠0),把B(4,0)代入,得:k=﹣1,
∴y=﹣x+4,
設,則K(m,﹣m+4),D(m,0),
∴,DK=﹣m+4,DB=4﹣m,
∴,,


=,
∴當時,S1﹣S2的最大值為;
平行轉化法1:
條件:PM//AC
結論:S△PAC=S△MAC
平行轉化法2:
條件:PM//AB
結論:S△PAB=S△MAB
1.底相等,面積比=高之比
2.高相等,面積比=底之比

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