内容正文:
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第21章 二次函数与反比例函数
专题3 用“铅垂高”法解决动点三角形面积类问题
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【模型归纳】
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1. (合肥庐阳期中)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+4x+c的对称轴为直线x=-2,且经过点A(-3,-4),交y轴于点B.
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)若P为直线AB下方抛物线上的任意一点,连接PA,
PB,求△PAB面积的最大值.
【针对训练】
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解:(1)由题意,得抛物线y=ax2+4x+c的对称轴为直线x=−=−2,解得a=1,∴y=x2+4x+c.
把点A(-3,-4)代入y=x2+4x+c,
可得(-3)2+4×(-3)+c=-4,解得c=-1,
∴抛物线对应的函数表达式为y=x2+4x-1.
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(2)如图,过点P作PC∥y轴,交直线AB于点C,
当x=0时,可得y=x2+4x-1=-1,∴B(0,-1).
设直线AB的函数表达式是y=kx+b(k≠0),
把点A(-3,-4),B(0,-1)代入y=kx+b(k≠0),
得解得
∴直线AB的函数表达式为y=x-1.
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设点P的坐标为(m,m2+4m-1),则点C(m,m-1),
∴PC=m-1-(m2+4m-1)=-m2-3m,
∴S△ABP=PC·|xB-xA|=×(−m2−3m)×3=− +.
∵−<0,∴抛物线的开口向下,
∴当m=−时,S△ABP有最大值,最大值为.
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2. 如图,抛物线y=−x2+bx+c交x轴于A(−4,0),B两点,交y轴于点C(0,4).
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)若点D在线段OA上运动,过点D作x轴的垂线,与AC
交于点Q,与抛物线交于点P,连接AP,CP,求四边形
AOCP的面积的最大值,并写出此时点P的坐标.
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解:(1)抛物线对应的函数表达式为y=-x2-3x+4.
(2)∵A(-4,0),C(0,4),∴OA=4,OC=4,
∴S△AOC=OA⋅OC=×4×4=8.
设直线AC的函数表达式为y=kx+4,
代入A(-4,0),得0=-4k+4,解得k=1,
∴直线AC的函数表达式为y=x+4.
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设P(t,-t2-3t+4),则Q(t,t+4),
∴PQ=-t2-3t+4-(t+4)=-t2-4t,
∴S△ACP=PQ⋅(xC−xA)=(−t2−4t)×4=−2(t+2)2+8,
∴S四边形AOCP=S△ACP+S△AOC=−2(t+2)2+16.
∵-2<0,
∴当t=-2时,四边形AOCP的面积最大,最大值为16,此时点P的坐标为(-2,6).
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