Question

【題目】如圖，在直角坐標(biāo)系中有一直角三角形AOB，O為坐標(biāo)原點(diǎn)，OA=1，tan∠BAO=3，將此三角形繞原點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，得到△DOC．拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)A、B、C．

（1）求拋物線的解析式．

（2）若點(diǎn)P是第二象限內(nèi)拋物線上的動(dòng)點(diǎn)，其橫坐標(biāo)為t．

①設(shè)拋物線對(duì)稱軸l與x軸交于一點(diǎn)E，連接PE，交CD于F，求出當(dāng)△CEF與△COD相似時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)．

②是否存在一點(diǎn)P，使△PCD的面積最大？若存在，求出△PCD面積的最大值；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（1） 拋物線的解析式為y=-x2-2x+3；（2） ①（-1，4）或（-2，3）；②．

【解析】

試題分析：（1）先求出A、B、C的坐標(biāo)，再運(yùn)用待定系數(shù)法就可以直接求出二次函數(shù)的解析式；

（2）①由（1）的解析式可以求出拋物線的對(duì)稱軸，分類討論當(dāng)∠CEF=90°時(shí)，當(dāng)∠CFE=90°時(shí)，根據(jù)相似三角形的性質(zhì)就可以求出P點(diǎn)的坐標(biāo)；

②先運(yùn)用待定系數(shù)法求出直線CD的解析式，設(shè)PM與CD的交點(diǎn)為N，根據(jù)CD的解析式表示出點(diǎn)N的坐標(biāo)，再根據(jù)S△PCD=S△PCN+S△PDN就可以表示出三角形PCD的面積，運(yùn)用頂點(diǎn)式就可以求出結(jié)論．

試題解析：（1）在Rt△AOB中，OA=1，tan∠BAO==3，

∴OB=3OA=3．

∵△DOC是由△AOB繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°而得到的，

∴△DOC≌△AOB，

∴OC=OB=3，OD=OA=1，

∴A、B、C的坐標(biāo)分別為（1，0），（0，3）（-3，0）．

代入解析式為，解得：．

∴拋物線的解析式為y=-x2-2x+3；

（2）①∵拋物線的解析式為y=-x2-2x+3，

∴對(duì)稱軸l=-=-1，

∴E點(diǎn)的坐標(biāo)為（-1，0）．

如圖，當(dāng)∠CEF=90°時(shí)，△CEF∽△COD．此時(shí)點(diǎn)P在對(duì)稱軸上，即點(diǎn)P為拋物線的頂點(diǎn)，P（-1，4）；

當(dāng)∠CFE=90°時(shí)，△CFE∽△COD，過(guò)點(diǎn)P作PM⊥x軸于點(diǎn)M，則△EFC∽△EMP．

∴，

∴MP=3EM．

∵P的橫坐標(biāo)為t，

∴P（t，-t2-2t+3）．

∵P在第二象限，

∴PM=-t2-2t+3，EM=-1-t，

∴-t2-2t+3=-（t-1）（t+3），

解得：t1=-2，t2=-3（因?yàn)镻與C重合，所以舍去），

∴t=-2時(shí)，y=-（-2）2-2×（-2）+3=3．

∴P（-2，3）．

∴當(dāng)△CEF與△COD相似時(shí)，P點(diǎn)的坐標(biāo)為：（-1，4）或（-2，3）；

②設(shè)直線CD的解析式為y=kx+b，由題意，得

，

解得：，

∴直線CD的解析式為：y=x+1．

設(shè)PM與CD的交點(diǎn)為N，則點(diǎn)N的坐標(biāo)為（t，t+1），

∴NM=t+1．

∴PN=PM-NM=-t2-2t+3-（t+1）=-t2-t+2．

∵S△PCD=S△PCN+S△PDN，

∴S△PCD=PNCM+PNOM

=PN（CM+OM）

=PNOC

=×3（-t2-t+2）

=-（t+）2+，

∴當(dāng)t=-時(shí)，S△PCD的最大值為．