问题详情:
如图,直线y=﹣3x+3与x轴、y轴分别交于A,B两点,抛物线y=﹣x2+bx+c与直线y=c分别交y轴的正半轴于点C和第一象限的点P,连接PB,得△PCB≌△BOA(O为坐标原点).若抛物线与x轴正半轴交点为点F,设M是点C,F间抛物线上的一点(包括端点),其横坐标为m.
(1)直接写出点P的坐标和抛物线的解析式;
(2)当m为何值时,△MAB面积S取得最小值和最大值?请说明理由;
(3)求满足∠MPO=∠POA的点M的坐标.
【回答】
解:(1)当y=c时,有c=﹣x2+bx+c,
解得:x1=0,x2=b,
∴点C的坐标为(0,c),点P的坐标为(b,c).
∵直线y=﹣3x+3与x轴、y轴分别交于A、B两点,
∴点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(0,3),
∴OB=3,OA=1,BC=c﹣3,CP=b.
∵△PCB≌△BOA,
∴BC=OA,CP=OB,
∴b=3,c=4,
∴点P的坐标为(3,4),抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4.
(2)当y=0时,有﹣x2+3x+4=0,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴点F的坐标为(4,0).
过点M作ME∥y轴,交直线AB于点E,如图1所示.
∵点M的横坐标为m(0≤m≤4),
∴点M的坐标为(m,﹣m2+3m+4),点E的坐标为(m,﹣3m+3),
∴ME=﹣m2+3m+4﹣(﹣3m+3)=﹣m2+6m+1,
∴S=OA•ME=﹣m2+3m+=﹣(m﹣3)2+5.
∵﹣<0,0≤m≤4,
∴当m=0时,S取最小值,最小值为;当m=3时,S取最大值,最大值为5.
(3)①当点M在线段OP上方时,∵CP∥x轴,
∴当点C、M重合时,∠MPO=∠POA,
∴点M的坐标为(0,4);
②当点M在线段OP下方时,在x正半轴取点D,连接DP,使得DO=DP,此时∠DPO=∠POA.
设点D的坐标为(n,0),则DO=n,DP=,
∴n2=(n﹣3)2+16,
解得:n=,
∴点D的坐标为(,0).
设直线PD的解析式为y=kx+a(k≠0),
将P(3,4)、D(,0)代入y=kx+a,
,解得:,
∴直线PD的解析式为y=﹣x+.
联立直线PD及抛物线的解析式成方程组,得:,
解得:,.
∴点M的坐标为(,).
综上所述:满足∠MPO=∠POA的点M的坐标为(0,4)或(,).
知识点:各地中考
题型:综合题