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如图 在平面直角坐标系中 抛物线y=-x2+(m+1)x+3m与直线y=-x+3交于A C两点;点P从

时间:2024-06-17 07:28:30

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如图 在平面直角坐标系中 抛物线y=-x2+(m+1)x+3m与直线y=-x+3交于A C两点;点P从

问题补充:

如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+(m+1)x+3m与直线y=-x+3交于A、C两点;点P从原点O点出发,以每秒1个单位长度的速度沿OC向终点C运动,过P作x轴的垂线,交抛物线于D,交AC于E,设点P运动的时间为x(秒),四边形AOCD的面积为S.

(1)求点A、C的坐标,并求此抛物线的解析式;

(2)求S关于x的函数关系式,并求出S的最大值;

(3)探究:是否存在点P,使直线AC把△PCD分成面积之比为2:1的两部分?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.

答案:

(1)根据一次函数的解析式y=-x+3分别令x=0,则y=3;

令y=0则x=3,

故A(0,3),C(3,0),

把A(0,3)代入抛物线的解析式

得3m=3,m=1,

∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3;

(2)∵m=1

∴y=-x2+2x+3,

∴AO=3,

点D(x,-x2+2x+3),连接OD,

∵OC=3,

∴S=S△AOD+S△DOC=×3x+×(-x2+2x+3)=-x2+x+,

∴S与x的函数关系式S=-x2+x+(0<x<3),

当x=-=符合(0<x<3),

S最大值===,

(3)∵OA=OC=3,

∴△AOC为等腰Rt△,

∴∠ECP=45°,

∴EP=PC=3-x,

假设存在点P,使AC把△PCD分成面积之比为2:1的两部分,分两种情况讨论:

(ⅰ)当△CDE与△CEP的面积之比为2:1时,DE=2EP,

∴DP=3EP,

即-x2+2x+3=3(-x+3)

整理得:x2-5x+6=0,

解得;x1=2x2=3(不合题意,舍去),

此时点P的坐标是(2,0);

(ⅱ)当△CEP与△CDE的面积之比为2:1时,DE=EP,

∴DP=EP,

即-x2+2x+3=(-x+3),

整理得:2x2-7x+3=0,

解得:x3=,x4=3(不合题意,舍去),

此时点P的坐标是(,0),

综上所述,使直线AC把△PCD分成面积之比为2:1两部分的点P存在,点P的坐标是(2,0)或(,0).

解析分析:(1)根据一次函数的解析式y=-x+3分别令x=0,y=0即可求出A,B的坐标.把A或B点的坐标代入抛物线的解析式即可求出m的值,从而求出其解析式.

(2)根据(1)中所求抛物线的解析式设出D点坐标,由A,C,D三点的坐标即可求出S关于x的函数关系式,根据二次函数的顶点坐标公式即可求出S的最大值.

(3)因为不明确△CDE与△CPE面积的大小,故应分两种情况讨论:

①当△CDE与△CEP的面积之比为2:1时,因为两三角形的高相同,所以DE:EP=2:1,即DP=3EP,设P点坐标为(x,0),则D点坐标为(x,-x2+2x+3),由于OA=OB,所以PC=EP,根据P,D两点的坐标即可求出DP与EP的函数关系式,进而求出P点坐标.

②当△CEP与△CDE的面积之比为2:1时,则DE=2EP,同①可求出DP与EP的函数关系式,进而求出P点坐标.

点评:此题是典型的动点问题,把面积的最值问题问题转化成二次函数最值的问题解答.

(3)是一道结论开放性题目,考查了同学们的发散思维能力,解答时要进行分类讨论.

如图 在平面直角坐标系中 抛物线y=-x2+(m+1)x+3m与直线y=-x+3交于A C两点;点P从原点O点出发 以每秒1个单位长度的速度沿OC向终点C运动 过P作

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