已知,如图,在平面直角坐标系中,Rt△ABC的斜边BC在x轴上,直角顶点A在y轴的正半轴上,A(0,2),B(-1,0).(1)求点C的坐标;(2)求过A、B、C三点的抛物线的解析式和对称轴;(3)设点P(m,n)是抛物线在第一象限部分上的点,△PAC的面积为S,求S关于m的函数关系式,并求使S最大时点P的坐标.

问题描述:

已知,如图,在平面直角坐标系中,Rt△ABC的斜边BC在x轴上,直角顶点A在y轴的正半轴上,A(0,2),B(-1,0).

(1)求点C的坐标;
(2)求过A、B、C三点的抛物线的解析式和对称轴;
(3)设点P(m,n)是抛物线在第一象限部分上的点,△PAC的面积为S,求S关于m的函数关系式,并求使S最大时点P的坐标.

(1)∵∠AOB=∠BAC=90°,
∴∠ABO+∠BAO=90°,∠ABO+∠ACB=90°,
∴∠BAO=∠ACB,
又∵∠AOB=∠COA=90°,
∴△ABO∽△CAO,

OA
OC
=
OB
OA
,即OA2=OB•OC,
∵A(0,2),B(-1,0),即OA=2,OB=1,
∴OC=4,
则C(4,0);
(2)设抛物线解析式为y=a(x+1)(x-4),
将A(0,2)代入得:2=-4a,即a=-
1
2

则过A、B、C三点的抛物线的解析式为y=-
1
2
(x+1)(x-4)=-
1
2
x2+
3
2
x+2,对称轴为直线x=
3
2

(3)连接AP,CP,过P作PQ⊥x轴,交x轴于点Q,
将x=m代入抛物线解析式得:n=-
1
2
m2+
3
2
m+2,
∵OA=2,OC=4,OQ=m,PQ=-
1
2
m2+
3
2
m+4,QC=4-m,
∴S=S△APC=S梯形APQO+S△PQC-S△AOC=
1
2
×m×(2-
1
2
m2+
3
2
m+4)+
1
2
×(4-m)×(-
1
2
m2+
3
2
m+4)-
1
2
×2×4=-m2+4m+4=-(m-2)2+8,
∵S关于m的二次函数解析式中二次项系数为-1<0,即抛物线开口向下,
∴当m=2时,S最大值为8,此时P(2,3).
答案解析:(1)由同角的余角相等得到一对角相等,再由一对直角相等,得到三角形AOB与三角形AOC相似,由相似得比例,求出OC的长,即可确定出C坐标;
(2)由B与C坐标设出抛物线的二根式,将A坐标代入求出a的值,确定出抛物线解析式,求出对称轴即可;
(3)连接AP,CP,过P作PQ垂直于x轴,将x=m代入抛物线解析式表示出P的纵坐标,即为PQ的长,三角形APC面积=梯形APQO面积+三角形PQC面积-三角形AOC面积,列出S关于m的二次函数解析式,利用二次函数的性质求出S最大时m的值,即可确定出此时P的坐标.
考试点:二次函数综合题.
知识点:考查了二次函数综合题,涉及的知识有:相似三角形的判定与性质,待定系数法确定抛物线解析式,以及二次函数的性质,熟练掌握二次函数的性质是解本题的关键.