内容正文:
第九节 二次函数的面积问题
1.(2023·济南历下三模节选)如图1,抛物线C:y=x2+bx+c过A(6,0),B(0,-3)两点,将抛物线C绕点O旋转180°,得到新的抛物线C′,抛物线C′交x轴的负半轴于点D,作直线BD.
(1)求抛物线C的表达式和点D的坐标;
(2)如图2,过点O作EE′∥BD,交抛物线C′于点E和F,交抛物线C于点E′和F′,求△EF′B的面积.
2.如图,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),点A的坐标为(-1,0),与y轴交于点C(0,2),直线CD:y=-x+2与 x轴交于点D.动点M在抛物线上运动,过点M作MP⊥x轴,垂足为P,交直线CD于点N.
(1)求抛物线的表达式;
(2)当点P在线段OD上时,△CDM的面积是否存在最大值,若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.
3.(2023·湖南湘潭节选)如图,二次函数y=x2+bx+c 的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,其中B(1,0),C(0,3).
(1)求二次函数的表达式;
(2)在二次函数图象上是否存在点P,使得S△PAC=S△ABC?若存在,请求出点P坐标;若不存在,请说明理由;
参考答案
1.解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过A(6,0)和B(0,-3)两点,
∴解得
∴抛物线C的表达式为y=x2-x-3.
∵抛物线C绕点O旋转180°,得到新的抛物线C′,
∴点A与点D关于原点对称,
∴点D的坐标是(-6,0).
(2)设直线BD的表达式为y=kx+n.
将B(0,-3),D(-6,0)分别代入得
解得
∴y=-x-3.
∵EE′∥BD,
∴直线EE′的表达式为y=-x.
联立
解得x1=1+, x2=1-,
∴xE′=1+, xF′=1-.
∵抛物线C绕点O旋转180°,得到新的抛物线C′,
∴xE=-1- ,
∴S△EF′B= S△EOB - S△F′OB=OB·(xF′-xE)
=×3×(1-+1+)=3.
2.解:(1)∵抛物线过点A(-1,0),C(0,2),
∴解得
∴抛物线的表达式为y=-x2+x+2.
(2)存在.
当y=0,即-x+2=0时,解得x=2,则D(2,0).
设M(x,-x2+x+2),则N(x,-x+2),
∴MN=-x2+x+2-(-x+2)=-x2+x,
∴S△CDM=×2MN=-x2+x=-(x-)2+.
∵-<0,
∴当x=时,S△CDM有最大值,最大值为.
3.解:(1)将点B(1,0),C(0,3)代入y=x2+bx+c得
解得
∴抛物线表达式为y=x2-4x+3.
(2)∵y=x2-4x+3=(x-2)2-1,顶点坐标为(2,-1).
当y=0时,x2-4x+3=0,解得x1=1,x2=3,
∴A(3,0),则OA=3.
∵C(0,3),则OC=3,
∴△AOC是等腰直角三角形.
∵S△PAC=S△ABC,
∴点P到AC的距离等于点B到AC的距离.
∵A(3,0),C(0,3),设直线AC的表达式为y=kx+3,
∴3k+3=0,解得k=-1,
∴直线AC的表达式为y=-x+3.
如图,过点B作AC的平行线,交抛物线于点P.
设BP的表达式为y=-x+d.
将点B(1,0)代入得-1+d=0,
解得d=1,
∴直线BP的表达式为y=-x+1.
联立解得(舍去)或
∴P(2,-1).
∵PA==,PB==,
AB=3-1=2,
∴PA2+PB2=AB2,
∴△ABP是等腰直角三角形,且∠APB=90°.
如图,延长PA至点D,使得AD=PA,过点D作AC的平行线DE,交x轴于点E,则符合题意的点P在直线DE上.
∵△APB是等腰直角三角形,DE∥AC,AC⊥PD,
∴∠DAE=∠BAP=45°,PD⊥DE,
∴△ADE是等腰直角三角形,
∴AE=AD=AP=2,∴E(5,0).
设直线DE的表达式为y=-x+e,
∴-5+e=0,解得e=5,
∴直线DE的表达式为y=-x+5.
联立
解得或
∴P(,)或(,).
综上所述,点P的坐标为(2,-1)或(,)或(,).
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