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如图 在平面直角坐标系中 开口向下的抛物线与x轴交于A B两点 D是抛物线的顶点 O

时间:2023-07-22 01:00:11

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如图 在平面直角坐标系中 开口向下的抛物线与x轴交于A B两点 D是抛物线的顶点 O

问题补充:

如图,在平面直角坐标系中,开口向下的抛物线与x轴交于A、B两点,D是抛物线的顶点,O为坐标原点.A、B两点的横坐标分别是方程x2-4x-12=0的两根,且cos∠DAB=.

(1)求抛物线的函数解析式;

(2)作AC⊥AD,AC交抛物线于点C,求点C的坐标及直线AC的函数解析式;

(3)在(2)的条件下,在x轴上方的抛物线上是否存在一点P,使△APC的面积最大?如果存在,请求出点P的坐标和△APC的最大面积;如果不存在,请说明理由.

答案:

解:(1)解方程x2-4x-12=0得x1=6,x2=-2.

∴A(-2,0),B(6,0).过D作DE⊥x轴于E,

∵D是顶点,

∴点E是AB的中点,

∴E(2,0).

在Rt△DAE中,

∵cos∠DAB=,

∴∠DAE=45°,

∴AE=DE=4,

∴D(2,4)(由A、B、D三点坐标解出二次函数解析式,不论用顶点式、两根式还是一般式均可),

∴抛物线的解析式为(或写成);

(2)∵AC⊥AD,由(1)∠DAE=45°得:

∠BAC=45°,作CG⊥x轴于G,△ACG是等腰直角三角形.

∴设C(a,b)(显然a>0,b<0),

则b=-a-2,即C(a,-a-2),

∵点C在抛物线上,

∴-a-2=-(a-2)2+4,

a2-8a-20=0,

解之得:a1=10,a2=-2(舍去),

∴C(10,-12)设直线AC的方程为y=mx+n,代入A、C的坐标,得,

解之得:,

∴直线AC的解析式为y=-x-2;

(3)存在点P(4,3),使S△APC最大=54.

理由如下:

作CG⊥x轴于G,PF∥y轴交x轴于Q,交AC于F.设点P的横坐标是h,

则G(10,0),P(h,),F(h,-h-2),

∴PF=,

△PCF的高等于QG.

S△APC=S△APF+S△PCF,

=PF?AQ+PF?QG,

=PF(AQ+QG)=PF?AG,

=,

=(-2<x<6),

∴当h=4时,S△APC最大=54.

点P的坐标为(4,3).

解析分析:(1)解出方程x2-4x-12=0的两根即可求出A、B两点的坐标,再利用cos∠DAB=求出D点坐标,进而利用顶点式、两根式或一般式求出二次函数的解析式.

(2)由(1)推得△ACG是等腰直角三角形,据此设出C点坐标C(a,-a-2),将其代入抛物线即可求出a的值,进而求出A、C的坐标,从而求出直线解析式.

(3)将S△APC分解为S△APF与S△PCF的和,求出PF的函数表达式,利用三角形的面积公式得出S△APC的表达式,转化为二次函数的最值问题解答.

点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有求抛物线的解析式、直线的解析式、和三角形的面积求法.关于点的存在性问题时要注意分析题意,先假设存在,再进行计算,若能求出该点坐标,则该点存在;若不能求出该点坐标,则该点不存在.

如图 在平面直角坐标系中 开口向下的抛物线与x轴交于A B两点 D是抛物线的顶点 O为坐标原点.A B两点的横坐标分别是方程x2-4x-12=0的两根 且cos∠DA

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