常規典型,落入俗套
【題目】
(2018•婁底)如圖,拋物線y=ax²+bx+c與兩座標軸相交於點A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),D是拋物線的頂點,E是線段AB的中點.
(1)求拋物線的解析式,並寫出D點的座標;
(2)F(x,y)是拋物線上的動點:
①當x>1,y>0時,求△BDF的面積的最大值;
②當∠AEF=∠DBE時,求點F的座標.
【答案】
解:(1)將A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)代入y=ax²+bx+c,
a-b+c=0,9a+3b+c=0,c=3,解得:a=-1,b=2,c=3,
∴拋物線的解析式為y=﹣x²+2x+3.
∵y=﹣x²+2x+3=﹣(x﹣1)²+4,
∴頂點D的座標為(1,4).
備註:求解析式用待定係數法,配方法或代入頂點座標公式求頂點座標。
(2)①過點F作FM∥y軸,交BD於點M,如圖1所示.
設直線BD的解析式為y=mx+n(m≠0),
將(3,0)、(1,4)代入y=mx+n,
3m+n=0,m+n=4,解得:m=-2,n=6,
∴直線BD的解析式為y=﹣2x+6.
∵點F的座標為(x,﹣x²+2x+3),
∴點M的座標為(x,﹣2x+6),
∴FM=﹣x²+2x+3﹣(﹣2x+6)=﹣x²+4x﹣3,
∴S△BDF=1/2FM•(yB﹣yD)=﹣x²+4x﹣3=﹣(x﹣2)²+1.
∵﹣1<0,
∴當x=2時,S△BDF取最大值,最大值為1.
備註:三角形面積最大值。
二次函數圖象中的面積問題
座標系中三角形面積公式
②過點E作EN∥BD交y軸於點N,交拋物線於點F1,在y軸負半軸取ON′=ON,連接EN′,射線EN′交拋物線於點F2,如圖2所示.
∵EF1∥BD,
∴∠AEF1=∠DBE.
∵ON=ON′,EO⊥NN′,
∴∠AEF2=∠AEF1=∠DBE.
∵E是線段AB的中點,A(﹣1,0),B(3,0),
∴點E的座標為(1,0).
設直線EF1的解析式為y=﹣2x+b1,
將E(1,0)代入y=﹣2x+b1,
﹣2+b1=0,解得:b1=2,
∴直線EF1的解析式為y=﹣2x+2.
聯立直線EF1、拋物線解析式成方程組,y=-2x+2,y=-x²+2x+3,
解得:x_1=2-√5,y_1=2√5-2,x_2=2+√5,y_2=-2√5-2(捨去),
∴點F1的座標為(2﹣√5,2√5﹣2).
當x=0時,y=﹣2x+2=2,
∴點N的座標為(0,2),
∴點N′的座標為(0,﹣2).
同理,利用待定係數法可求出直線EF2的解析式為y=2x﹣2.
聯立直線EF2、拋物線解析式成方程組,y=2x-2,y=-x²+2x+3,
解得:x_1=-√5,y_2=-2√5-2,x_2=√5,y_2=2√5-2(捨去),
∴點F2的座標為(﹣√5,﹣2√5﹣2).
綜上所述:當∠AEF=∠DBE時,點F的座標為(2﹣√5,2√5﹣2)或(﹣√5,﹣2√5﹣2).
備註:∠DBE是定角,過點E作BD的平行線可得一個點,再對稱到x軸下方,又可得一個點。利用平行與對稱得到斜率的關係求解析式,再與拋物線聯立即可。
或者作垂線構造相似亦可得結論。
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