Question

【題目】如圖，已知直線(xiàn)y= x﹣2與x軸交于點(diǎn)A，與y軸交于點(diǎn)C，經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)的拋物線(xiàn)與軸交于另一點(diǎn)B（1，0）．

（1）求該拋物線(xiàn)的解析式．
（2）在直線(xiàn)y= x﹣2上方的拋物線(xiàn)上存在一動(dòng)點(diǎn)D，連接AD、CD，設(shè)點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為m，△DCA的面積為S，求S與m的函數(shù)關(guān)系式，并求出S的最大值．
（3）在拋物線(xiàn)上是否存在一點(diǎn)M，使得以M為圓心，以 為半徑的圓與直線(xiàn)AC相切？若存在，請(qǐng)求出點(diǎn)M的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．
（4）在y軸的正半軸上存在一點(diǎn)P，使∠APB的值最大，請(qǐng)直接寫(xiě)出當(dāng)∠APB最大時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)．

Answer 1

【答案】
（1）

解：把x=0代入y= x﹣2得：y=﹣2．

∴C（0，﹣2）．

把y=0代入得： x﹣2=0，解得：x=4．

∴A（4，0）．

設(shè)拋物線(xiàn)的解析式為y=a（x﹣4）（x﹣1），將點(diǎn)C的坐標(biāo)代入得：4a=﹣2，解得：a=﹣ ．

∴拋物線(xiàn)的解析式為y=﹣ x2+ x﹣2．

（2）

解：過(guò)點(diǎn)D作y軸的平行線(xiàn)交AC與E，則點(diǎn)D（m，﹣ m2+ m﹣2），E（m， m﹣2）．

∴DE=﹣ m2+ m﹣2﹣（ m﹣2）=﹣ m2+2m．

∴△DAC的面積S= ×4×（﹣ m2+2m）=﹣m2+4m．

∴當(dāng)m=2時(shí)，S的最大值為4．

∴S與m的關(guān)系式為S=﹣m2+4m，△DCA的最大面積為4．

（3）

解：∵⊙M與AC相切，

∴△AMC的AC邊上的高為 ．

∵AC=2，OA=4，

∴AC=2 ．

∴S△ACM= ×2 × =4．

當(dāng)點(diǎn)M在A(yíng)C的上時(shí)，由（2）可知：當(dāng)m=2．

∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為（2，1）．

當(dāng)點(diǎn)M在A(yíng)C的下方時(shí)，過(guò)點(diǎn)M作y軸的平行線(xiàn)交AC與E，則點(diǎn)M（m，﹣ m2+ m﹣2），E（m， m﹣2）．

∴ME=（ m﹣2）﹣（﹣ m2+ m﹣2）= m2﹣2m．

∴△MAC的面積S= ×4×（ m2﹣2m）=m2﹣4m．

∴m2﹣4m=4，整理得：m2﹣4m﹣4=0，解得：m=2+2 或m=2﹣2 ．

∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為（2+2 ， ﹣3）或（2﹣2 ，﹣ ﹣3）．

（4）

解：如圖3所示：過(guò)點(diǎn)A作AE⊥PB，垂足為E．

設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（0，a）．依據(jù)勾股定理得：AP= ．

設(shè)直線(xiàn)BP的解析式為y=kx+a，將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入得：k+a=0，解得：k=﹣a．

∴直線(xiàn)PB的解析式為y=﹣ax+a．

設(shè)直線(xiàn)AE的解析式為y= x+b，將點(diǎn)A的坐標(biāo)代入得： +b=0，解得：b=﹣ ．

∴直線(xiàn)AE的解析式為y= x﹣ ．

將y=﹣ax+a與y= x﹣ 聯(lián)立，解得：x= ，y= ．

∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為（ ， ）．

∴AE= ．

∵sin∠APB= ，

∴sin2∠APB= = = = ．

∵a2+ ≥2×a =8，

∴當(dāng)a= 時(shí)，sin∠APB有最大值，解得a=2或a=﹣2（舍去）．

∴當(dāng)a=2時(shí)，∠APB有最大值．

∴P（0，2）．

【解析】（1）先求得C（0，﹣2）、A（4，0），設(shè)拋物線(xiàn)的解析式為y=a（x﹣4）（x﹣1），將點(diǎn)C的坐標(biāo)代入可求得a的值；（2）過(guò)點(diǎn)D作y軸的平行線(xiàn)交AC與E，則點(diǎn)D（m，﹣ m2+ m﹣2），E（m， m﹣2）．則DE=﹣ m2+2m，然后利用三角形的面積公式可得到S與m的函數(shù)關(guān)系式，然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)可得到△DCA的面積的最大值；（3）先依據(jù)勾股定理可求得AC的長(zhǎng)，然后可得到△ACM的面積=4，當(dāng)點(diǎn)M在A(yíng)C的上時(shí)，由（2）可知M（2，1）．當(dāng)點(diǎn)M在A(yíng)C的下方時(shí)，過(guò)點(diǎn)M作y軸的平行線(xiàn)交AC與E，則點(diǎn)M（m，﹣ m2+ m﹣2），E（m， m﹣2）．則ME= m2﹣2m，然后可得到S與m的函數(shù)關(guān)系式，將s=4代入可求得m的值，從而得到點(diǎn)M的坐標(biāo)；（4）過(guò)點(diǎn)A作AE⊥PB，垂足為E．設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（0，a）．依據(jù)勾股定理得：AP= ．然后再求得BP、AE的解析式，從而可求得點(diǎn)E的坐標(biāo)，然后由sin∠APB= ，得到sin2∠APB ，故此當(dāng)a= 時(shí)，sin∠APB有最大值，從而可求得a的值．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的二次函數(shù)的圖象和二次函數(shù)的性質(zhì)，需要了解二次函數(shù)圖像關(guān)鍵點(diǎn)：1、開(kāi)口方向2、對(duì)稱(chēng)軸 3、頂點(diǎn) 4、與x軸交點(diǎn) 5、與y軸交點(diǎn)；增減性：當(dāng)a>0時(shí)，對(duì)稱(chēng)軸左邊，y隨x增大而減��；對(duì)稱(chēng)軸右邊，y隨x增大而增大；當(dāng)a<0時(shí)，對(duì)稱(chēng)軸左邊，y隨x增大而增大；對(duì)稱(chēng)軸右邊，y隨x增大而減小才能得出正確答案．