试题

题目:
如图1,直线y=-
2
3
x+2
与x轴、y轴分别交于B、C两点,经过B、C两点的抛物线与x轴的另一交点坐标为A(-1,0).
青果学院
(1)求B、C两点的坐标及该抛物线所对应的函数关系式;
(2)P在线段BC上的一个动点(与B、C不重合),过点P作直线a∥y轴,交抛物线于点E,交x轴于点F,设点P的横坐标为m,△BCE的面积为S.
①求S与m之间的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;
②求S的最大值,并判断此时△OBE的形状,说明理由;
(3)过点P作直线b∥x轴(图2),交AC于点Q,那么在x轴上是否存在点R,使得△PQR为等腰直角三角形?若存在,请求出点R的坐标;若不存在,请说明理由.
答案
解:(1)在y=-
2
3
x+2中,令y=0,得-
2
3
x+2=0,解得x=3,
令x=0,得y=2,
∴B(3,0),C(0,2),
设抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),
∵抛物线经过点A(-1,0)、B(3,0)、C(0,2),
a-b+c=0
9a+3b+c=0
c=2

解得
a=-
2
3
b=
4
3
c=2

∴抛物线解析式为,y=-
2
3
x2+
4
3
x+2;

(2)①∵点P的横坐标为m,过点P作直线a∥y轴,
∴EP=-
2
3
m2+
4
3
m+2-(-
2
3
m+2)=-
2
3
m2+2m,
∴△BCE的面积为S=
1
2
EP·|xB-xC|=
1
2
×(-
2
3
m2+2m)×|3-0|=-m2+3m,
∵P在线段BC上的一个动点(与B、C不重合),
∴0<m<3,
∴S与m之间的函数关系式为:S=-m2+3m(0<m<3);
②∵S=-m2+3m=-(m-
3
2
2+
9
4

∴当m=
3
2
时,S最大值=
9
4

当m=
3
2
时,P是BC的中点,OE=BE,EF=
9
4

∴△OBE是等腰三角形;

(3)令y=0,则-
2
3
x2+
4
3
x+2=0,
整理得,x2-2x-3=0,
解得x1=-1,x2=3,
∴点A(-1,0),
易得直线AC的解析式为y=2x+2,
∵点P的横坐标为m,
∴点P的纵坐标为-
2
3
m+2,
∴点Q的纵坐标为-
2
3
m+2,青果学院
代入直线AC得,2x+2=-
2
3
m+2,
解得x=-
1
3
m,
∴PQ=m-(-
1
3
m)=
4
3
m,
①当PQ是等腰直角三角形△PQR的直角边时,
4
3
m=-
2
3
m+2,
解得m=1,
∴QR是直角边时,点R1(-
1
3
,0),
PQ是直角边时,点R2(1,0),
②PQ是等腰直角三角形△PQR的斜边时,
1
2
×
4
3
m=-
2
3
m+2,
解得m=
3
2

∴PQ=
4
3
m=
4
3
×
3
2
=2,
OR=m-
1
2
PQ=
3
2
-
1
2
×2=
1
2

∴点R3
1
2
,0),
综上所述,x轴上存在点R(-
1
3
,0)或(1,0)或(
1
2
,0),使得△PQR为等腰直角三角形.
解:(1)在y=-
2
3
x+2中,令y=0,得-
2
3
x+2=0,解得x=3,
令x=0,得y=2,
∴B(3,0),C(0,2),
设抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),
∵抛物线经过点A(-1,0)、B(3,0)、C(0,2),
a-b+c=0
9a+3b+c=0
c=2

解得
a=-
2
3
b=
4
3
c=2

∴抛物线解析式为,y=-
2
3
x2+
4
3
x+2;

(2)①∵点P的横坐标为m,过点P作直线a∥y轴,
∴EP=-
2
3
m2+
4
3
m+2-(-
2
3
m+2)=-
2
3
m2+2m,
∴△BCE的面积为S=
1
2
EP·|xB-xC|=
1
2
×(-
2
3
m2+2m)×|3-0|=-m2+3m,
∵P在线段BC上的一个动点(与B、C不重合),
∴0<m<3,
∴S与m之间的函数关系式为:S=-m2+3m(0<m<3);
②∵S=-m2+3m=-(m-
3
2
2+
9
4

∴当m=
3
2
时,S最大值=
9
4

当m=
3
2
时,P是BC的中点,OE=BE,EF=
9
4

∴△OBE是等腰三角形;

(3)令y=0,则-
2
3
x2+
4
3
x+2=0,
整理得,x2-2x-3=0,
解得x1=-1,x2=3,
∴点A(-1,0),
易得直线AC的解析式为y=2x+2,
∵点P的横坐标为m,
∴点P的纵坐标为-
2
3
m+2,
∴点Q的纵坐标为-
2
3
m+2,青果学院
代入直线AC得,2x+2=-
2
3
m+2,
解得x=-
1
3
m,
∴PQ=m-(-
1
3
m)=
4
3
m,
①当PQ是等腰直角三角形△PQR的直角边时,
4
3
m=-
2
3
m+2,
解得m=1,
∴QR是直角边时,点R1(-
1
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,0),
PQ是直角边时,点R2(1,0),
②PQ是等腰直角三角形△PQR的斜边时,
1
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×
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3
m=-
2
3
m+2,
解得m=
3
2

∴PQ=
4
3
m=
4
3
×
3
2
=2,
OR=m-
1
2
PQ=
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2
-
1
2
×2=
1
2

∴点R3
1
2
,0),
综上所述,x轴上存在点R(-
1
3
,0)或(1,0)或(
1
2
,0),使得△PQR为等腰直角三角形.
考点梳理
二次函数综合题.
(1)根据直线解析式令y=0求解得到点B的坐标,令x=0得到点C的坐标,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答;
(2)①根据直线和抛物线解析式表示出EP的长度,再根据△BCE的面积等于△CEP的面积和△BEP的面积之和列式整理即可得解,再根据点P在线段BC上确定出m的取值范围;
②把二次函数整理成顶点式形式,然后根据最值问题求出S的最大值,再根据线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等可得OE=BE,判断出△OBE是等腰三角形;
(3)根据抛物线解析式求出点A的坐标,然后求出直线AC的解析式,再根据点P的横坐标求出点P的纵坐标,再求出点Q的横坐标,然后求出PQ的长,再根据等腰直角三角形的性质分PQ是斜边和底边两种情况讨论求解即可.
本题是二次函数综合题,主要利用了求直线与坐标轴的交点,待定系数法求二次函数解析式,三角形的面积,二次函数的最值问题,等腰直角三角形的性质,(2)根据两函数图象解析式表示EP是解题的关键,(3)难点在于要分情况讨论并根据等腰直角三角形的性质列出方程.
压轴题.
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