Question

已知直線y=kx-3與x軸交于點A（4，0），與y軸交于點C，拋物線經(jīng)過點A和點C,動點P在x軸上以每秒1個長度單位的速度由拋物線與x軸的另一個交點B向點A運動，點Q由點C沿線段CA向點A運動且速度是點P運動速度的2倍.

（1）求此拋物線的解析式和直線的解析式；

（2）如果點P和點Q同時出發(fā)，運動時間為t（秒），試問當(dāng)t為何值時，以A、P、Q為頂點的三角形與△AOC相似；

（3）在直線CA上方的拋物線上是否存在一點D，使得△ACD的面積最大.若存在，求出點D的坐標(biāo)；若不存在，請說明理由．

 

Answer 1

【答案】

(1)直線的解析式為y=x-3，拋物線解析式為；

(2)①t=,②t=；(3)存在，理由見解析.

【解析】

試題分析：（1）將A點坐標(biāo)代入直線的解析式中，即可求得k的值，從而確定該直線的解析式；將A、C的坐標(biāo)代入拋物線的解析式中，可求得m、n的值，從而確定拋物線的解析式．

（2）根據(jù)（1）得到的拋物線解析式，可求得點B的坐標(biāo)，根據(jù)P、Q的運動速度，可用t表示出BP、CQ的長，進而可得到AQ、AP的長，然后分三種情況討論：

①∠APQ=90°，此時PQ∥OC，可得到△APQ∽△AOC，根據(jù)相似三角形所得比例線段即可求得t的值；

②∠AQP=90°，亦可證得△APQ∽△ACO，同①的方法可求得此時t的值；

③∠PAQ=90°，顯然這種情況是不成立的．

（3）過D作y軸的平行線，交直線AC于F，設(shè)出點D的橫坐標(biāo)，根據(jù)拋物線和直線AC的解析式可表示出D、F的縱坐標(biāo)，進而可求得DF的長，以DF為底，A點橫坐標(biāo)的絕對值為高即可得到△ADC的面積表達式（或由△ADF、△CDF的面積和求得），由此可求出關(guān)于△ADC的面積和D點橫坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系，根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)即可求得△ADC的面積最大值及對應(yīng)的D點坐標(biāo)．

試題解析：

∵直線y=kx-3過點A（4，0），∴0=4k-3，解得k=．

∴直線的解析式為y=x-3．

由直線y=x-3與y軸交于點C，可知C(0，-3)．

∴，解得m=．

∴拋物線解析式為

（2）對于拋物線，

令y=0，則，解得x₁=1，x₂=4．

∴B(1，0).

∴AB=3，AO=4，OC=3，AC=5，AP=3-t，AQ=5-2t.

①若∠Q₁P₁A=90°,則P₁Q₁∥OC（如圖1），

∴△AP₁Q₁∽△AOC.

∴,∴．解得t=；

②若∠P₂Q₂A=90°,∵∠P₂AQ₂=∠OAC，∴△AP₂Q₂∽△AOC.

∴,∴．解得t=；

綜上所述，當(dāng)t的值為或時，以P、Q、A為頂點的三角形與△AOC相似．

（3）答：存在．

過點D作DF⊥x軸，垂足為E，交AC于點F（如圖2）.

∴S_△ADF=DF·AE，S_△CDF=DF·OE．

∴S_△ACD=S_△ADF+S_△CDF=DF×(AE+OE)=×4(DE+EF)=2×()=．

∴S_△ACD=（0<x<4）．

又0<2<4且二次項系數(shù)，∴當(dāng)x=2時，S_△ACD的面積最大．

而當(dāng)x=2時，y=．

∴滿足條件的D點坐標(biāo)為D(2,)．

考點：二次函數(shù)綜合題．