如图,抛物线 y = ax 2 + bx + c 与 x 轴交于 A (﹣ 4 , 0 ), B ( 2 , 0 ),与 y 轴交于点 C ( 0 , 2 ).
(1) 求这条抛物线所对应的函数的表达式;
(2) 若点 D 为该抛物线上的一个动点,且在直线 AC 上方,求点 D 到直线 AC 的距离的最大值及此时点 D 的坐标;
(3) 点 P 为抛物线上一点,连接 CP ,直线 CP 把四边形 CBPA 的面积分为 1 : 5 两部分,求点 P 的坐标.
(1)
(2) ,点 D 的坐标为(﹣ 2 , 2 );
(3) 点 P 的坐标为( 6 ,﹣ 10 )或(﹣ ,﹣ ).
【分析】( 1 )运用待定系数法即可解决问题;
( 2 )过点 D 作 DH ⊥ AB 于 H ,交直线 AC 于点 G ,过点 D 作 DE ⊥ AC 于 E ,可用待定系数法求出直线 AC 的解析式,设点 D 的横坐标为 m ,则点 G 的横坐标也为 m ,从而可以用 m 的代数式表示出 DG ,然后利用 得到 ,可得出关于 m 的二次函数,运用二次函数的最值即可解决问题;
( 3 )根据 S △ PCB : S △ PCA = 即可求解.
【详解】( 1 ) ∵ 抛物线 y = ax 2 + bx + c 与 x 轴交于 A (﹣ 4 , 0 ), B ( 2 , 0 ),与 y 轴交于点 C ( 0 , 2 ).
∴ ,
解得: ,
∴ 抛物线的解析式为 ;
( 2 )( 2 )过点 D 作 DH ⊥ AB 于 H ,交直线 AC 于点 G ,过点 D 作 DE ⊥ AC 于 E ,如图.
设直线 AC 的解析式为 y = kx + t ,
则 ,
解得: ,
∴ 直线 AC 的解析式为 .
设点 D 的横坐标为 m ,则点 G 的横坐标也为 m ,
∴
∴ ,
∵ DE ⊥ AC , DH ⊥ AB ,
∴∠ EDG +∠ DGE = ∠ AGH +∠ CAO = 90° ,
∵∠ DGE = ∠ AGH ,
∴∠ EDG = ∠ CAO ,
∴ = = ,
∴ ,
∴ ,
∴ 当 m =﹣ 2 时,点 D 到直线 AC 的距离取得最大值 .
此时 ,
即点 D 的坐标为(﹣ 2 , 2 );
( 3 )如图,设直线 CP 交 x 轴于点 E ,
直线 CP 把四边形 CBPA 的面积分为 1 : 5 两部分,
又 ∵ S △ PCB : S △ PCA = ,
则 EB : AE = 1 : 5 或 5 : 1
则 AE = 5 或 1 ,
即点 E 的坐标为( 1 , 0 )或(﹣ 3 , 0 ),
将点 E 的坐标代入直线 CP 的表达式: y = nx +2 ,
解得: n =﹣ 2 或 ,
故直线 CP 的表达式为: y =﹣ 2 x +2 或 y = x +2 ,
联立方程组 或 ,
解得: x = 6 或﹣ (不合题意值已舍去),
故点 P 的坐标为( 6 ,﹣ 10 )或(﹣ ,﹣ ).
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数的解析式,二次函数的性质,锐角三角函数、图形面积计算等,解决问题的关键是将面积比转化为线段比.
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