如图,已知抛物线y=x2+bx+c经过△ABC的三个顶点,其中点A(0,1),点B(-9,10),AC∥x轴,...
问题详情:
如图,已知抛物线y=x2+bx+c经过△ABC的三个顶点,其中点A(0,1),点B(-9,10),AC∥x轴,点P是直线AC下方抛物线上的动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)过点P且与y轴平行的直线l与直线AB、AC分别交于点E、F,当四边形AECP的面积最大时,求点P的坐标;
(3)当点P为抛物线的顶点时,在直线AC上是否存在点Q,使得以C、P、Q为顶点的三角形与△ABC相似,若存在,求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【回答】
(1) 抛物线的解析式为y=x2+2x+1,(2) 四边形AECP的面积的最大值是,点P(,﹣);(3) Q(-4,1)或(3,1).
【分析】
(1)把点A,B的坐标代入抛物线的解析式中,求b,c;(2)设P(m,m2−2m+1),根据S四边形AECP=S△AEC+S△APC,把S四边形AECP用含m式子表示,根据二次函数的*质求解;(3)设Q(t,1),分别求出点A,B,C,P的坐标,求出AB,BC,CA;用含t的式子表示出PQ,CQ,判断出∠BAC=∠PCA=45°,则要分两种情况讨论,根据相似三角形的对应边成比例求t.
【详解】
解:(1)将A(0,1),B(-9,10)代入函数解析式得:
×81-9b+c=10,c=1,解得b=2,c=1,
所以抛物线的解析式y=x2+2x+1;
(2)∵AC∥x轴,A(0,1),
∴x2+2x+1=1,解得x1=-6,x2=0(舍),即C点坐标为(-6,1),
∵点A(0,1),点B(-9,10),
∴直线AB的解析式为y=-x+1,设P(m,m2+2m+1),∴E(m,-m+1),
∴PE=-m+1−(m2+2m+1)=−m2-3m.
∵AC⊥PE,AC=6,
∴S四边形AECP=S△AEC+S△APC=AC⋅EF+AC⋅PF
=AC⋅(EF+PF)=AC⋅EP
=×6(−m2-3m)=−m2-9m.
∵-6<m<0,
∴当m=时,四边形AECP的面积最大值是,此时P();
(3)∵y=x2+2x+1=(x+3)2−2,
P(-3,−2),PF=yF−yp=3,CF=xF−xC=3,
∴PF=CF,∴∠PCF=45∘,
同理可得∠EAF=45∘,∴∠PCF=∠EAF,
∴在直线AC上存在满足条件的点Q,
设Q(t,1)且AB=,AC=6,CP=,
∵以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,
①当△CPQ∽△ABC时,
CQ:AC=CP:AB,(t+6):6=,解得t=-4,所以Q(-4,1);
②当△CQP∽△ABC时,
CQ:AB=CP:AC,(t+6)6,解得t=3,所以Q(3,1).
综上所述:当点P为抛物线的顶点时,在直线AC上存在点Q,使得以C,P,Q为顶点的三角形与△ABC相似,Q点的坐标为(-4,1)或(3,1).
【点睛】
本题考查了二次函数综合题,解(1)的关键是待定系数法;解(2)的关键是利用面积的和差得出二次函数,又利用了二次函数的*质,平行于坐标轴的直线上两点间的距离是较大的坐标减较小的坐标;解(3)的关键是利用相似三角形的*质的出关于CQ的比例,要分类讨论,以防遗漏.
知识点:二次函数单元测试
题型:解答题