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文档简介
二次函数之面积最值问题
题目[(2023秋•庐阳区校级月考)如图,已知:抛物线y=—《a;?+近+0经过点4(0,2)点(7(4,0),且交0
轴于另一点B.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在直线上方的抛物线上有一点/■,求△ACM面积的最大值及此时点M■的坐标;
(3)加■点坐标为(2)中的坐标,若抛物线的图象上存在点P,使△ACP的面积等于△4W面积的一半,则P
点的坐标为(2+前,石屋)或(2—0,上浮)或(2+2,或(2
八
yy
/BO\C^.*/BO\
/'备用图
【解答】解:⑴把4。,2)、(7(4,0)代入"=—^/+b/+c得:(c=2
[-4+4b+c=0'
解得2,
[c=2
/.抛物线的解析式为y=—巳/+《/+2;
42
⑵过河作轴交/。于K,如图:
yH
设“(山,一一]M2+]项+2),A4CM面积为S,
由4。,2)、。(4,0)得直线AC解析式为g=~YX+2,
/.K(m,-+2),
/.KM—(+2)—(-+2)=--^m2+m,/BO]
22
/.S=\xc—x^=^-X(一■1-m+m)X4=--^-m+2m==-y(m-2)2+2,
T<。,
当m=2时,S取最大值2,
此时Af(2,2);y"
.♦.△ACM■面积的最大值是2,此时点M的坐标为(2,2);
(3)过P作尸N〃:y轴交AC于N,
设P(n,卜1';71+2),则N(n,―+2),
/B0
PN=(―^n2+yn+2)-(―yn+2)=-^n2+n\,
+2心图2
S^=-^-PN-\x—x\=}x|--^-n2+n\x4=一■^-n2
ACPcA•M
解得71—2+A/6或2—A/6或2+,x/2"或2--\/2.
/.P点的坐标为(2+V6,1%吗或(2—几,:或(2+方,3~^)或(2—四,个返).
故答案为:(2+乃,上篝)或(2,-%或(2+0,当①)或已—方,法巫)•
题目区(2022秋・营山县校级期末)己知抛物线y=-x2+bx+c(b、c为常数),若此抛物线与某直线相交于A
(—1,0),。(2,3)两点,与夕轴交于点N,其顶点为。.
(1)求抛物线的函数解析式和顶点D的坐标;
(2)若点P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求△APC的面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)点H(n,t)为抛物线上的一个动点,H关于沙轴的对称点为乱,当点乱落在第二象限内,Ml取得最小
【解答】解:⑴将4—1,0),。(2,3)两点代入y=—/+W:+c,
.(—1—&+c=0
V—4+2b+c=3
b=2
解得
C3
:.y=-x2-\-2x-\-3,
*.*y——1?+2力+3——(T—1y+4,
(2)设4。的直线解析式为沙二妞+》,
.(-k-\-b=0
12k+b=3'
k=l
解得
b=1
过点P作PG〃g轴交力。于点G,
设P(t9-1+2(+3),则G(t,t+1),
/.PG——/+力+2,
S^=-yX3X(—t2+t+2)=-'(力―/y+等,
PAC•••
当力=[时,AP4c的面积最大值为名,
此时pg,?);
(3)点H(n,t)为抛物线上的一个动点,点区与〃点关于“轴对称,
H^—n,t),Hi在抛物线g=—x2—2x+3上,
t——TI—2n+3,
:.HJA2=(n+l)2+t2=t2-t+4=(t-9+号,
.•.当t=J时,耳/2有最小值,
1
1——TL9+271+3,
解得n=l+乎.
题目区(2023秋・靳春县期中)如图,抛物线y=(x+l)2+fc与2轴交于4B两点,与夕轴交于点。(0,—3).
(1)求抛物线的对称轴及k的值;
(2)抛物线的对称轴上存在一点P,使得PA+PC的值最小,求此时点P的坐标;
(3)点河是抛物线上一动点,且在第三象限.
①当初点运动到何处时,△⑷WB的面积最大?求出4AMB的最大面积及此时点M的坐标;
【解答】解:(1)。・•抛物线g=(6+与/轴交于4、_B两点,与g轴交于点。(0,—3),
—3=(。+l)2+fc,
解得:k=—4,
.,・抛物线的解析式为:(力+1)2-4,
故对称轴为:直线力=—1;
⑵存在.
如图,连接AC,交对称轴于点P,此时PA+PC的值最小,
当g=0,则0=(劣+1)2—4,
解得:◎=1,力2=—3,
由题意可得:4ANP〜丛AOC,
网&L=2L
AOCO,
故2=坦
攵33,
解得:PN=2,
则点P的坐标为:(一1,—2);
⑶点河是抛物线上的一动点,且在第三象限,
故一3<cV0;
①如图,设点M'的坐标为:(企+1)2—4],
,/AB=4,
22
'''S^AMB=yx4x|(x+I)—4|=2](c+I)—4|,
•.•点A/在第三象限,
S&AMB=8—2(a;+I)2,
当2=-1时,即点”的坐标为(-1,-4)时,AAMB的面积最大,最大值为8;
②设点河的坐标为:也3+1)2-4],
设直线47的解析式为:y=ac+d,
f—3a+d=0
将(一3,0),(0,一3)代入得:td=—3
解得:「J.
[d=—3
故直线AC:y——x—3,
设点P的坐标为:(力,—X—3),
故PM——X-3—(2+1)2+4=—X2—3X=—(x+-1-)2+-j-
当x——时,PM最大,最大值为.
题目©(2023秋•江南区校级期中)如图,抛物线?/=遍_4网-12a与①轴交于A、B两点(点A点8点的
左边),与y轴交于点C.直线I与抛物线交于4、。两点,与夕轴交于点E,点D的坐标为(4,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P是抛物线上的点且在直线Z上方,连接P4、PD,求当APAD面积最大时点P的坐标及该面积的
最大值;
(3)若点Q是g轴上的点,且/4DQ=45°,求点Q的坐标.
备用图
【解答】解:(1)二。(4,3)在抛物线夕=a,2_4a/—:12a上,
3=16a—16a—12a,
解得。=一[,
抛物线的解析式为g=―巳/+/+3;
4
(2)当g=0时,0=―^x2-\-x+3,
解得/i=—2,g=6,
・・・4-2,0)、石(6,0);
如图1中,过点、P作PK//g轴交4D于点K.设-l*+nz+B),则K(m,+1).
•*S"AD=]•{XD-XA)*PK=3PK,
・・・PK的值最大值时,AF4D的面积最大,
11111xo9
•/PK=--m29+m+3——m—91=——-m2+--mz+2=--(m—1)2+-T-,
42424'4
=l时,PK的值最大,最大值为日,此时△PAD的面积的最大值为手,F(l,-j-).
(3)如图2中,将线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AT,则T(-5,6),
图2
5
设。T交沙轴于点Q,则乙4DQ=45°,
•・•0(4,3),
直线DT的解析式为夕=—42+圣,
OO
。(。,号),
作点T关于AD的对称点T,(l,一6),
则直线。7的解析式为y=32一9,
设DQ'交"轴于点Q',则AADQ'=45°,
Q'(0,—9),
综上所述,满足条件的点Q的坐标为(0,学)或(0,-9).
O
[题目回(2023秋•滨城区期中)如图,已知抛物线y=ax2+^-x+4的对称轴是直线,=3,且与,轴相交于
力、B两点(B点在力点的右侧),与沙轴交于。点.
(1)求A点、B点坐标;
(2)求直线的解析式;
(3)点P是直线上方的抛物线上的一动点(不与B、。重合),是否存在点P,使4PBC的面积最大?若
存在,请求出AFBC的最大面积;若不存在,试说明理由.
3
—3,解得:a=,
2a4
/.抛物线的解析式为y=―+4.
42
当g=0时,一]—+_|■力+4=0,
解得:宏产一2,劣2=8,
・・・点幺的坐标为(-2,0),点石的坐标为(8,0);
⑵当力=0时,。=4,
・••点C的坐标为(0,4).
设直线BC的解析式为y=kx+b(kW0).
8k―i—b-
{b=4
屹=工
解得:2,
Ib=4
直线BC的解析式为夕=—|■力+4;
(3)存在点P,使△PBC的面积最大,理由如下:
设点P的坐标为(①,一$2+5,+力,过点。作PD〃沙轴,交直线于点。,则点。的坐标为(①,-yZ
PD——-+4—(--+4)=----X2+2X,
4224
S^PBC=qPD・OB=x8"(—^-a;2+2a:)=—x2-h8x——(x—4)2+16.
v-l<0,
当c=4时,△PBC的面积最大,最大面积是16.
•/0<a;<8,
,存在点P,使△PBC的面积最大,最大面积是16.
[题目⑹(2023秋・福清市期中)如图,抛物线y=-x2-bx+c与2轴交于A(—4,0),B两点,与沙轴交于点。
(0,—4),作直线AC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为线段AC上的一个动点,过点P作,轴的垂线交抛物线于点。,连接当四边形ADBP的
面积最大时.
①求证:四边形0cp。是平行四边形;
②连接AD,在抛物线上是否存在Q,使NADP=/DPQ,若存在求点Q的坐标;若不存在说明理由.
[c=—4
7
则抛物线的表达式为:y=—/—54一4①;
⑵①证明:由抛物线的表达式知,点石(一1,0),则AB=3,
由点力.、(7的坐标得,直线AC的表达式为:y——x—4,
设点D(x,—4),则点P[x,—x—4),
则PD=—/—46,
四边形ADBP的面积=1xABxPD=yx3x(-J;2-4T),
,•,号V0,故四边形ADBP的面积有最大值,
此时x=—2,
则点O、P的坐标分别为:(一2,2)、(一2,-2);
由点P、D的坐标得:PD=4=CO,
则OCHPD,
则四边形OCPD是平行四边形;
②解:由点_4、P、。的坐标知,△4RD为等腰直角三角形,
则/ADP=45°,则直线的表达式为:y=±+4,
•/ZADP=ZDPQ,
则PQ〃皿
则直线PQ的表达式为:9=(2+2)—2=2②,
联立①②得:一丁—5劣—4=a;,
解得:力=—3+逐(不合题意的值已舍去),
则点Q的坐标为:(-3+-x/5,—3+J5),
当点Q和点力重合时,也符合题意,
则点。(一4,0),
综上,点Q的坐标为:(-3+,—3+或(一4,0).
题目0(2023•临淄区一模)如图,抛物线^=+/_劣—4与力轴交于点A和昂与g轴交于点。.
⑴求A、B、C三点坐标;
(2)如图1,动点P从点A出发,在线段上以每秒1个单位长度向点B做匀速运动,同时,动点Q从点B
出发,在线段BC上以每秒0个单位长度向点。做匀速运动,当其中一点到达终点时,另一点随之停止运
动,连接PQ,设运动时间为t秒,问P、Q两点运动多久后△PBQ的面积S最大,最大面积是多少?
(3)如图2,点D为抛物线上一动点,直线AO交v轴于点E,直线BD交g轴于点F,求%的值.
Ur
8
【解答】解:(1)令"=0,即有:-^-x2—x—4=0,
利用因式分解法,求得:/i=-2,g=4,
结合图形,可知4—2,0)、B(4,0),
令6=0,g=-x—x—4二-4,
则有。点坐标为:。(0,—4),
即结果为:A(-2,0)、B(4,0),C(0,-4);
(2)vA(-2,0),B(4,0),C(0,-4),
・・.AO=2、BO=4=CO,
••.△BOC是等腰直角三角形,4B=4O+BO=2+4=6,
BC=VOC2+BO2=^42+42=4V2,
过Q点作QN±AB于N点,如图,
根据运动的特点,可得:AP=£,BQ=V2t,
BP=6—力,
---AB=6,BC=4&
0<t<^-=4
♦.力的取值范围为:72
.•△BOC是等腰直角三角形,
•.Z05(7=45°,
:QN±AB,
\ZQNB=90°,
•.NNQB=NOBC=45°,
•.△QNB是等腰直角三角形,QN=BN,
:BQ=V2t,BQ=VBN2+NQ2,QN=BN,
\QN=BN=t,
...SAPBQ=yXBPXQN=1(6-t)t=9(t-3)2V
•・・0V力<4,
.•.当t=3时,$步瓦2有最大值,最大值为今,
运动t=3秒时,S”有最大值,最大值为今;
12
(3)根据题意,设点。的坐标为:D(m,
设直线AD的解析式为:y=+b,
<_2k+b=0
,12
.km+b=-z-m-m-4
•,乙,
'b=m-4
<i_m-4
解得k=2,
二nr4
即直线AD的解析式为:y一厂xtm-4
-
_m4-.=-.
人„y—z-x+m4m4
.•.令c=0,2,
点坐标为:(0,m—4),
vC(O,-4),
.•.CE=|m-4+4|=|m|,
v=m+2x—2(m+2)
同理可求出直线BD的解析式为:y2XN'mz,
=m
.入nyQ2x-2(m+2)=-2(m+2)
・・・F点坐标为:(0,-2m-4),
vC(0,-4),
CF—|—2m—4+4|=|2m|,
根据题意可知:若m=0,则可知E、F、O、C四点重合,
此时不符合题意,故mW0,
CEmm1
/.CF-l2ml-21ml-2,
即值为
题目0(2023秋・包河区期中)如图,已知抛物线y=—/+2。+3与,轴交于点A,B两点,与g轴交于点C,
点P是BC上方抛物线上的一动点,作PM,/轴于点河,点河的横坐标为t(O<t<3),交BC于点D
(1)求A,B的坐标和直线BC的解析式;
(2)连接BP,求△CFB面积的最大值;
(3)已知点Q也在抛物线上,点Q的横坐标为1+2,作轴于点F,交BC于点E,若P,。,Q,E为
顶点的四边形为平行四边形,求1的值.
【解答】解:⑴令0=0,则―/+26+3=0,
解得力]=-1,62=3,
.\A(-l,0),B(3,0);
令力=0,则g=3,
AC(O,3),
设直线的解析式为g=fcr+b,
3%+b=0
把B(3,0),C(0,3)代入解析式得:
b=3
10
k=-l
解得
b=3
・・・直线石。的解析式为y=-x+3;
(2)・・,点河的横坐标为九点P在抛物线夕=一/+22+3上,。在直线g=—c+3,
P(t,—F+21+3),D(t,—t+3),
PD———/+2力3——(——t+3)———力?+2力+3+力——3—■——/+3力,
Ss=^PD-OB=1(-i2+3i)x3=一和2—3。=-1(i-5)2+戋,
当t=1■时,S^CPB有最大值,最大值为,
Zo
ACPB面积的最大值为当;
O
(3)①如图所示,当四边形POEQ为平行四边形时,
・・・PM_L1轴,Q斤_L力轴,
:.PD//EQ,
・・・四边形PDEQ为平行四边形,
/.PD=QE,
•・•点Q的横坐标为力+2,点Q在抛物线y=-X2-\-2X+3上,石在直线y=—x+3,
Q(t+2,—i?—2t+3),E(t+2,—t+1),
QE——力2—2t+3—(—t+1)——F—2t+3+力-1=—F—t+2,
——力2+3力———力2——t+2,
解得力=.;
②如图所示,当四边形POQE为平行四边形时,
同①得出QE=—t+1—(—力2—2t+3)=廿+力—2,
—1+30—力—2,
解得£尸石⑤,益="1,
0<t<3,
.1+V5
."一2'
综上所述,t或个迤.
题目叵(2023秋・鲤城区校级期中)如图,抛物线y=ax2-2ax+c的图象与2轴分别交于点4B,与沙轴交
于点。(0,3),且50=8.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点石在线段OB上,过点石作力轴的垂线交抛物线于点P,连接P4,若P4LCE,垂足为点F,求。石
的长;
(3)在(2)的条件下,直线AP上方的抛物线上是否存在一点Q,使四边形AQPB面积最大,若存在,求出点
Q坐标,若不存在,说明理由.
【解答】解:⑴•・・抛物线与0轴交于点。(0,3),
即力=0时,0=3,
・,.c=3,
:.OB—OC—3,
・••点B的坐标为(3,0),
,:抛物线y—aa?—2ax+3的图象过点8(3,0),
・,・0=9。一6a+3,
解得:a=—1,
.,・抛物线的解析式为夕=一力2+2/+3;
⑵设P4交g轴于点。,如图1所示:
•:PA±CEf
・・・/EFA=4EOC=90°.
・・・4ADO=4CDF,
:.APAB=AOCE,
•・・PE_L力轴,
・・・/PEA=/EOC=9N,
・•.△PEA〜AEOC,
.PE=EA图1
"~OE~~OC,
设点E的坐标为(T,0),
则点P的坐标为3,—/+2:c+3),
.—a72+2a;+3_/+1
**x-3,
解得:a;i=/2=-1(不合题意舍去),即OE的长为
(3)设点Q(力,—X2+2X+3),过点。作QF_L/轴,交AP于点F,如图2,
由⑵可得:点E得,0),
・••P(小得),
抛物线y=-X2-\-2X+3当g=0时,
—/+2/+3=0,
解得:g=—1,g=3,
12
•e•4—1,o),
・•.AB=3—(—l)=4,
设直线AP解析式为:g=far+b,
Q(0=—k+b
把4-1,0),%,正)代入:殴=与+V
I164
f.3
解得::,
直线4P解析式为:“=!”+年,
妆①卷”+卷)'
...QF=(-x2+2x+3)-(fx-k|-)=-x2+jx-^=-(x-1-)
...5四边形梁阳=52^+$4处8寺"杷弓入4乂得噜(^号
=5(5_247)
.♦.当x~8时,QF取最大值,四边形AQPB面积最大,此时48‘64.
题目①(2023秋・鹤山市期中)如图1在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与立轴交于4
B两点,点A在原点的左侧,点B的坐标为(4,0),与y轴交于点。(0,—4),点P是直线BC下方的抛物线
上一动点.
(1)求这个二次函数的解析式?
(2)当点P运动到什么位置时,四边形ABFC的面积最大?并求出此时点P的坐标和四边形ABPC的最
【解答】解:(1)将B、。两点的坐标代入得,
(16+4b+c=0
lc=-4,
fb=-3
解得:ic=-4,
所以二次函数的表达式为:y=X2—3X—4;
⑵如图,过点P作沙轴的平行线与BC交于点。,与OB交于点F,
P(x,X2-3X—4),设直线BC的解析式为:沙=krc+d,
fd=-4
则I4k+d=0,
(k=l
解得:fd=-4,
.♦.直线_8。的解析式为:夕=2—4,
则Q点的坐标为(x,a;—4);
当0=/-3c-4,
解得:21=-1,g=4,
AO=1,AB=5,
S四边形ABPC=5/^4^。+SABPQ+S&CPQ
=yAB-OC+yQF-BF+yQP-OF
=]x5x4+](4—x)[x—4—(X2—3X—4)]+-^-x[x—4—(re2—3a;-4)]
=—2/+8/+10
=—2(x—2)2+18,
当力=2时,四边形4BPO的面积最大,
此时P点的坐标为:(2,—6),四边形4BPC的面积的最大值为18.
题目兀(2023秋・东丽区期中)如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线沙=aa;2+法+c(aW0)的顶点坐标
为。(3,6),并与沙轴交于点B(0,3),点A是对称轴与立轴的交点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①所示,P是抛物线上的一个动点,且位于第一象限,连接BP,AP,求△4BP的面积的最大值;
(3)如图②所示,在对称轴AC的右侧作NACD=30°交抛物线于点。,直接写出。点的坐标.
【解答】解:(1)抛物线顶点坐标为。(3,6),
可设抛物线解析式为夕=a(x-3)2+6,
将B(O,3)代入可得a=—!,
O
1
y———X9+2/+3;
O
⑵连接PO,
14
设P(Tl,---^-?12+2?7,+3),
o
G-A
》ABP。一万九,
SA4PO=-^-n2+3n+-y,
SaABO=4,
2
•*-SMBP=S^BOP^~S^AOP—S^ABO=--^-n-\-^-n=―^-(n--y)+-^
**•当九=-^■时,SA45P的最大值为;
2o
⑶存在,设_D点的坐标为(力,—1~廿+2力+3),
过。作对称轴的垂线,垂足为G,
则DG—t—3,CG—6—(—~力?+2力+3)=-2t+3,
OO
•.•ZACD=30°,
2DG=DC,
在Rt/XCGD中,
CG^V3DG,
—3)=—2t+3,
o图②
.,.t—3+3A/3或t=3(舍)
n(3+3V3,-3).
题目电(2023-平远县一模)如图1,若二次函数y=ax2+bx+4的图象与2轴交于点A(-l,0)、B(4,0),
与y轴交于点。,连接AC.BC.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若点P是抛物线在第一象限上一动点,连接PB、PC,当△PBC的面积最大时,求出点P的坐标;
(3)如图2,若点Q是抛物线上一动点,且满足/QBC=45°—乙48,请直接写出点Q坐标.
15
【解答】解:(1);二次函数y=ax2+bx+4的图象与x轴交于点A(—1,0)、B(4,0),
.\a—6+4=0
*L16a+46+4=0,
“。(a=1
解得一q,
.•・g=—/+31+4;
(2)如图,过点P作力轴的垂线,交BC于点N,
在y=—/+3力+4中,当力=0时,g=4,
AC(0,4),
设直线的解析式为g=for+4,
将点_B(4,0)代入y=far+4,
得4k+4=0,
/.k=-1,
・・・直线/C的解析式为沙=一力+4,
设P(x,—X2+3X+4),则N(x,—x+4),
PN=—+4—(—1+4)=—a?+4c,
S"BC=~~PN•OB-—砂+4/)X4——2(力一2尸+8,
:.当a=2时,的面积最大,
.-.F(2,6);
⑶设Q(m,—m2+3m+4),
①当点。在直线6C上方时,如图2,过点B作轴,过点Q作。交于河,
・・・BO=OC=4,
・・.ZOBC=45°,
・•.ZCBM=45°,
・•.ZCBQ=45°-AQBM,
•・・/QBC=45°—乙400,
・•.ZQBM=/ACO,
•・・ZAOC=ZQMB=90°f
・・・LAOC〜LQMB,
.OAPC
**7WQ-
.1=4
4—m—m2+3m+4图2
解得:m=3或m=4(舍),
经检验,771=3是原方程的解,
・・・Q(3,4);
②当点Q在直线上下方时,如图3,过点二轴交于N,
vZOBC=45°,ZQBC=45°-ZACO,
・•.ZQBN=AACO,
・・・ZAOC=ZQ7VB=90°,
・・・4Aoe〜AQNB,
.OA=AC
''~QN~~BN9
.・・1=4,
—m2+3m+44—■nz'
解得m=4(舍)或m=―|-,
经检验,rn=―是原方程的解,
综上所述:Q点坐标为(3,4)或(/热.
题目以(2023秋•天山区校级月考)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=^+mx+九经过点A(3,0),B
(0,-3),点P是直线AB上的动点,过点P作c轴的垂线交抛物线于点河,设点P的横坐标为t.
(1)分别求出直线AB和这条抛物线的解析式;
(2)若点P在第四象限,求线段最长时点P的坐标.
(3)连接AM.BAK求△ABM■面积最大值是多少?
【解答】解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,
3k+b=0
把A(3,0),B(0,—3)代入g=for+b得:
b=-3
解得[=1
[b=-3
・・・直线AB的解析式为g=c—3;
9+3m+n=0
把4(3,0),B(0,—3)代入9=62+772N+打得:
解得
In=-3
.,・抛物线解析式为y=x2-2x—3;
(2)设P(t,t—3)(0V2V3),则M(t,1?—2t—3),
:.PM=t-3-(t2-2t-3)=-t2+3t=-(i--y)2+j
当力=,时,线段PM最长,最长为小
此时点P的坐标为(y.-y);
⑶S2v1sM=SAPTV®+S"MA
--yFM•xP+(xA-Xp)
・•・线段PA/最长时,/XABM的面积最大,
1Q97
S^ABM=5x3x1=
/\ABM面积最大值是寻.
O
[题目|14〕(2023・白塔区一模)综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,直线yb与c轴交于点人(4,0),与V轴交于点B,过A,B两点的抛物线
交力轴于另一点。,且OA=2OC,点F是直线AB下方抛物线上的动点,连接FA,FB.
(1)求抛物线解析式;
(2)当点F与抛物线的顶点重合时,△ABF的面积为3;
(3)求四边形FAOB面积的最大值及此时点F的坐标.
(4)在(3)的条件下,点Q为平面内沙轴右侧的一点,是否存在点Q及平面内另一点使得以A,F,Q,
“为顶点的四边形是正方形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【解答】解:(1)把(4,0)代入y=*+b,得,
4+b=0,解得:b=4,
:.y=x-4,
当c=0时,y—0—4——4,
B(。,-4),
・・.44,。),
:.OA=4f
・・・OA=2OC,
:.OC=2,
・・・C(—2,0),
设抛物线解析式为y=a(x-\-2)(T—4),
把8(0,-4)代入得:-4=a(O+2)(0-4),
解得:Q=/,
抛物线解析式为y=2■(力+2)(re-4)=-^-x2—x—4;
(2切=—4=](%一l)2-y,
二,点尸与抛物线的顶点重合,
F(1,-,
设抛物线对称轴与直线AB相交于石,如图,
・・・4(4,0),B(0,-4),
・・・直线4B解析式为:。=6一4,
则当力=1时,g=1—4=—3,
・•・石(1,—3),
:•S&ABF=y|y—3|x|4—0|=3,
故答案为:3;
⑶如图,过点F作F石〃g轴,交4B于点E,
设点F的横坐标为灯则FQ,-4),
・・,直线48的解析式为g=i—4,
E(t,t—4),
22
SABFA=-^-OA'EF=-1-X(4—0)X(t—4—^-t+t+4)=—t+4t,
VS^OA=^OA-OB=yX4x4=8,
t2+4i+8=-(i-2y+12(0<t<4),
...当t=2时,S四边彩尸4OB有最大值12,t—4=-4,
.•.此时点F的坐标为(2,-4).
⑷过作FE_Lrc轴于E,
•.•A(4,0),F(2,-4),
:.AE=2,EF=4,AF=2V5,
如图,①当AF为正方形AFMQ的边时,
1)有正方形AFM^Qy,
过Q作QN」多轴于Ni,
NAEF=NANQ产90°,/FAQ尸90°,
2EAF=NAQiNi,
,/AF^AQr,
:.△AEFW△QiNiA(?L4S),
ANi=EF=4,QiN尸AE=2,
Q(8,—2);
2)有正方形AFQ昭时,
过Q?作于M,
同理可得4AEF空/\FN2Q2(AAS),
FN2=AE=2,Q2N2=EF=4,
Q2(6,-6);
②当AF为正方形AEMQ的对角线时,设AF与相交于P,
vA(4,0),F(2,-4),
,P(3,—2),
1)有正方形AQ3FM3时,过作Q3G_Lc轴于G,过昭作M3H±2轴于H,
易4AHM於AQ3GA,
AH=Q3G,M3H=AG,
设Q(4+a,b),则M)(4+b,—a),
4+a+4+b„
.2"
b-a=-9'
Qs(5,—3),M3(l,—1),
2)有正方形AQiFMi时,过Q4作,轴于H,
则Q3与昭重合,
.■.Q.(1,-1),
综上,存在,当以A,F,Q,河为顶点的四边形是正方形时,点。的坐标Q(8,-2),Q2(6,-6),Q3(5,-3),
Q/1,-1).
题目亘(2023秋•和平区校级月考)如图,已知抛物线y=ax2+bx+5经过A(-5,0),B(-4,—3)两点,与
c轴的另一个交点为C,顶点为。,连接CD.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)点P为该抛物线上一动点(与点B,。不重合),设点P的横坐标为t.
①当点P在直线B。的下方运动时,求APBC的面积的最大值及点P的坐标;
②该抛物线上是否存在点P,使得/P5C=/BCD?若存在,求出所有点P的坐标;若不存在,请说明理
由.
20
【解答】解:⑴将点A(—5,0)、1(—4,—3)代入抛物线g=Q/+6%+5,
f25a—5b+5=0
仔:(,
116a—4b+5=—3
解得:R,
该抛物线的表达式为:y—力之+6力+5…①;
⑵①令y=0,得/+61+5=0,
解得:/1=-1,宓2=-5,
・,•点(7(—1,0),
(_4k—I—d_
设直线BC的解析式为g=fcr+d,将点B、C的坐标代入得:
[—k+d=0
解得:[『,
(d=1
・・・直线石。的解析式为g=/+l…②,
如图1,过点P作g轴的平行线交BC于点G,
设点G(t,2+1),则点P(t,F+6力+5),
PG—t+1—(廿+6力+5)——1?—5力一4,
S"BC=JPG•(60—如)=[x(一廿一52—4)x3二—1■/一号力—6=—1~(力+4")旺手,
S"BC有最大值,当t=―时,其最大值为年~,此时F(―,—牛);
No24•••
②•:y=/+6力+5=(劣+3)2—4,
:.顶点D(—3,—4),
设直线与CD交于点
当点P在直线下方时,
・・・ZFBC=/BCD,
・・・点打在的中垂线上,
・・•线段BC的中点坐标为(号,-y),过该点与垂直的直线的k值为-1,
设8。中垂线的表达式为:g=—力+馆,1号点(一—|-)代入上式得一多=—(―^-)+m,
解得:m=—4,
直线BC中垂线的表达式为:沙=一/—4…③,
f-kz+b'=0
设直线CD的解析式为g=k'c+,,把。(一1,0),。(一3,—4)代入得:f-3k'+b'=-4
fk7=2
解得:ib'=2,
直线CD的解析式为:y=2a;+2…④,
联立③④得平—一4,
[。=26+2
解得:["=一;,
ly=-2
:.点、H(—2,—2),
[-4k"+b"=-3
设直线的解析式为y=A/G+b",则1-2k"+b”=-2,
fk〃二
.2
解得:1b"=-1,
直线的解析式为:"=9/一1…⑤,
22
y=x2+6x+5
<=1-i
联立①⑤得(y^2x-i
(3
解得:1丫1=~?,iy2=-3(舍去),
故点F(一■;
当点P(P)在直线上方时,
NPBC=々BCD,
:.BP'//CD,
则直线BP'的表达式为:沙=2c+s,招■点B坐标代入上式并解得:s=5,
即直线BP的表达式为:夕=22+5…⑥,
联立①⑥并解得:C=0或一4(舍去一4),
故点P(0,5);
综上所述,点、P的坐标为P(—*,—亭)或(0,5).
题目,(2023秋・越秀区校级月考)如图,抛物线y=^+bx+c与a;轴交于两点(点A在点B左
边),与V轴交于点。,直线?/=十2—2经过B、。两点,点P是抛物线上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当抛物线上的点P的在BC下方运动时,求△BCP面积的最大值;
(3)连接OP,把△OCP沿着y轴翻折,使点P落在P'的位置,四边形CPOP'能否构成菱形,若能,求出点
P的坐标,如不能,请说明理由.
【解答】解:⑴对于直线9=1■/—2,
令2=0,则y=—2,
:.C(O,-2),
令沙=0,则0=-^-x—
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