如图,在直角坐标系中,矩形ABCD的边AD在y轴正半轴上,点A、C的坐标分别为(0,1)、(2,4).点P从点A出发,沿A⇒B⇒C以每秒1个单位的速度运动,到点C停止;点Q在x轴上,横坐标为点P的横、纵坐标之和.抛物线y=−14x2+bx+c经过A、C两点.过点P作x轴的垂线,垂足为M,交抛物线于点R.设点P的运动时间为t(秒),△PQR的面积为S(平方单位).(1)求抛物线对应的函数关系式;(2)分别求t=1和t=4时,点Q的坐标;(3)当0<t≤5时,求S与t之间的函数关系式,并直接写出S的最大值.参考公式:抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为(−b2a,4ac−b24a).

问题描述:

如图,在直角坐标系中,矩形ABCD的边AD在y轴正半轴上,点A、C的坐标分别为(0,1)、(2,4).点P从点A出发,沿A⇒B⇒C以每秒1个单位的速度运动,到点C停止;点Q在x轴上,横坐标为点P的横、纵坐标之和.抛物线y=−

1
4
x2+bx+c经过A、C两点.过点P作x轴的垂线,垂足为M,交抛物线于点R.设点P的运动时间为t(秒),△PQR的面积为S(平方单位).
(1)求抛物线对应的函数关系式;
(2)分别求t=1和t=4时,点Q的坐标;
(3)当0<t≤5时,求S与t之间的函数关系式,并直接写出S的最大值.
参考公式:抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为(−
b
2a
4ac−b2
4a
)

(1)由抛物线经过点A(0,1),C(2,4),得c=1−14×22+2b+c=4,解得b=2c=1,∴抛物线对应的函数关系式为:y=-14x2+2x+1.(2)当t=1时,P点坐标为(1,1),∴Q点坐标为(2,0).当t=4时,P点坐标为(2,3...
答案解析:(1)由于抛物线过A、C两点,因此可根据A、C的坐标用待定系数法求出抛物线的解析式.
(2)当t=1时,P在AB上,AP=1因此P点的坐标为(1,1);Q点坐标为(2,0).
当t=4时,此时P在BC上,且BP=4-AB=2,P点的坐标为(2,3);Q点的坐标为(5,0)
(3)本题要分两种情况进行讨论:
①当P在AB上时,即当0<t≤2时,AP=t,OQ=t+OA=t+1,MQ=t+1-t=1,将P的横坐标即t代入抛物线的解析式中即可求出R的纵坐标的值即RM的长.进而可求出PR的长,由此可根据S△RPQ=

1
2
RP•MQ=
1
2
PR,求出S与t的函数关系式,进而可根据函数的性质求出S的最大值.
②当P在BC上时,即当2<t≤5时,BP=t-AB=t-2,PM=t-AB+OA=t-1.而此时R与C重合,因此RM=4,因此RP=5-t,而
QM=OQ-AB=2+(t-2+1)-2=t-1.然后根据①的方法即可求出S的最大值.
考试点:二次函数综合题.

知识点:本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式以及二次函数的应用;在(3)题中要根据P点的不同位置进行分类讨论,不要漏解.