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九年级数学解答题一般
题目
如图,已知抛物线y=23x243x+2y=-\frac{2}{3}x^{2}-\frac{4}{3}x+2xx轴交于点AA,B(B(AA在点BB的左侧),与yy轴交于点CC,过点BB作直线BDBDACAC交抛物线于点DD.
(1)(1)求点DD的坐标;
(2)(2)PP是直线ACAC上方的抛物线上一点,连接DPDP,交ACAC于点EE,连接BEBE,BPBP,求BPE\triangle BPE面积的最大值及此时点PP的坐标;
(3)(3)将抛物线沿射线CACA方向平移133\frac{{\sqrt{13}}}{3}单位得到新的抛物线y\’{y\’},点MM是新抛物线y\’{y\’}对称轴上一点,点NN为平面直角坐标系内一点,直接写出所有以AA,CC,MM,NN为顶点的四边形为矩形的点NN的坐标,并写出其中一个点NN的坐标的求解过程.
知识点:二次函数综合题章节:第22章 二次函数 / 22.3 实际问题与二次函数

答案与解析

答案

(1)令y=0y=0,即y=23x243x+2=0y=-\frac{2}{3}x^{2}-\frac{4}{3}x+2=0
解得x=3x=-3x=1x=1
A(3,0)\therefore A\left(-3,0\right)B(1,0)B\left(1,0\right)
x=0x=0,则y=2y=2
C(0,2)\therefore C\left(0,2\right)
\therefore直线ACAC的解析式为:y=23x+2y=\frac{2}{3}x+2
BD\because BDACAC
\therefore直线BDBD的解析式为:y=23x+by=\frac{2}{3}x+b
将点B(1,0)B\left(1,0\right)的坐标代入直线,可得23+b=0\frac{2}{3}+b=0
b=23\therefore b=-\frac{2}{3}
\therefore直线BDBD的解析式为:y=23x23y=\frac{2}{3}x-\frac{2}{3}
23x23=23x243x+2\frac{2}{3}x-\frac{2}{3}=-\frac{2}{3}x^{2}-\frac{4}{3}x+2
解得x=1()x=1(舍)x=4x=-4
D(4\therefore D(-4103)-\frac{10}{3}).
(2)(2)如图,过点PPPQPQyy轴交BDBD于点QQ,设点PP的横坐标为mm

P(mP(m23m243m+2)-\frac{2}{3}m^{2}-\frac{4}{3}m+2)Q(mQ(m23m23)\frac{2}{3}m-\frac{2}{3})
PQ=23m243m+2(23m23)=23m22m+83\therefore PQ=-\frac{2}{3}m^{2}-\frac{4}{3}m+2-(\frac{2}{3}m-\frac{2}{3})=-\frac{2}{3}m^{2}-2m+\frac{8}{3}
SBPD=12(xBxD)PQ=12×(1+4)(23m22m+83)=53m25m+203\therefore S_{\triangle BPD}=\frac{1}{2}\cdot (x_{B}-x_{D})\cdot PQ=\frac{1}{2}\times \left(1+4\right)\cdot (-\frac{2}{3}m^{2}-2m+\frac{8}{3})=-\frac{5}{3}m^{2}-5m+\frac{20}{3}.
连接ADAD
AC\because ACBDBD
SBDE=SABD=12×103×4=203\therefore S_{\triangle BDE}=S_{\triangle ABD}=\frac{1}{2}\times \frac{10}{3}\times 4=\frac{20}{3}
SBPE=SBPDSBDE=53m25m=53(m+32)2+154\therefore S_{\triangle BPE}=S_{\triangle BPD}-S_{\triangle BDE}=-\frac{5}{3}m^{2}-5m=-\frac{5}{3}(m+\frac{3}{2}^{)2}+\frac{15}{4}.
53<0\because -\frac{5}{3} \lt 0
\thereforem=32m=-\frac{3}{2}时,SBPES_{\triangle BPE}的最大值为:154\frac{15}{4},此时P(32P(-\frac{3}{2}52)\frac{5}{2}).
(3)(3)将抛物线沿射线CACA方向平移133\frac{{\sqrt{13}}}{3}单位即抛物线先左平移11个单位,再向下平移23\frac{2}{3}个单位,
y=23x243x+2=23(x+1)2+83\because y=-\frac{2}{3}x^{2}-\frac{4}{3}x+2=-\frac{2}{3}(x+1)^{2}+\frac{8}{3}
y\’=23(x+2)2+2\therefore {y\’}=-\frac{2}{3}(x+2)^{2}+2
\therefore抛物线y\’{y\’}的对称轴为x=2x=-2
设点MM的纵坐标为tt,则M(2,t)M\left(-2,t\right)
AM2=(2+3)2+(b0)2=1+b2\therefore AM^{2}=\left(-2+3\right)^{2}+\left(b-0\right)^{2}=1+b^{2}
AC2=(0+3)2+(20)2=13AC^{2}=\left(0+3\right)^{2}+\left(2-0\right)^{2}=13
CM2=(20)2+(b2)2=b24b+8CM^{2}=\left(-2-0\right)^{2}+\left(b-2\right)^{2}=b^{2}-4b+8
若以AACCMMNN为顶点的四边形为矩形,则ACM\triangle ACM为直角三角形,需要分类讨论:
①点AA为直角顶点,
AM2+AC2=CM2\therefore AM^{2}+AC^{2}=CM^{2},即1+b2+13=b24b+81+b^{2}+13=b^{2}-4b+8
解得b=1.5b=-1.5
由矩形的性质可知,N(1,0.5)N\left(1,0.5\right).
②点CC为直角顶点,
AC2+CM2=AM2\therefore AC^{2}+CM^{2}=AM^{2},即13+b24b+8=1+b213+b^{2}-4b+8=1+b^{2}
解得b=5b=5
M(2,1.5)\therefore M\left(-2,-1.5\right)
由矩形的性质可知,N(5,3)N\left(-5,3\right).
③点MM为直角顶点,
AM2+CM2=AC2\therefore AM^{2}+CM^{2}=AC^{2},即1+b2+b24b+8=131+b^{2}+b^{2}-4b+8=13
解得b=1+3b=1+\sqrt{3}b=13b=1-\sqrt{3}
M(2\therefore M(-21+31+\sqrt{3})或M(2M(-213)1-\sqrt{3})
由矩形的性质可知,N(1N(-1131-\sqrt{3})或N(1N(-11+3)1+\sqrt{3}).
综上,若以AACCMMNN为顶点的四边形为矩形时,点NN的坐标为(1,0.5)\left(1,0.5\right)(5,3)\left(-5,3\right)(1(-1131-\sqrt{3})或(1(-11+3)1+\sqrt{3}).

解析

(1)令y=0y=0,即y=23x243x+2=0y=-\frac{2}{3}x^{2}-\frac{4}{3}x+2=0
解得x=3x=-3x=1x=1
A(3,0)\therefore A\left(-3,0\right)B(1,0)B\left(1,0\right)
x=0x=0,则y=2y=2
C(0,2)\therefore C\left(0,2\right)
\therefore直线ACAC的解析式为:y=23x+2y=\frac{2}{3}x+2
BD\because BDACAC
\therefore直线BDBD的解析式为:y=23x+by=\frac{2}{3}x+b
将点B(1,0)B\left(1,0\right)的坐标代入直线,可得23+b=0\frac{2}{3}+b=0
b=23\therefore b=-\frac{2}{3}
\therefore直线BDBD的解析式为:y=23x23y=\frac{2}{3}x-\frac{2}{3}
23x23=23x243x+2\frac{2}{3}x-\frac{2}{3}=-\frac{2}{3}x^{2}-\frac{4}{3}x+2
解得x=1()x=1(舍)x=4x=-4
D(4\therefore D(-4103)-\frac{10}{3}).
(2)(2)如图,过点PPPQPQyy轴交BDBD于点QQ,设点PP的横坐标为mm

P(mP(m23m243m+2)-\frac{2}{3}m^{2}-\frac{4}{3}m+2)Q(mQ(m23m23)\frac{2}{3}m-\frac{2}{3})
PQ=23m243m+2(23m23)=23m22m+83\therefore PQ=-\frac{2}{3}m^{2}-\frac{4}{3}m+2-(\frac{2}{3}m-\frac{2}{3})=-\frac{2}{3}m^{2}-2m+\frac{8}{3}
SBPD=12(xBxD)PQ=12×(1+4)(23m22m+83)=53m25m+203\therefore S_{\triangle BPD}=\frac{1}{2}\cdot (x_{B}-x_{D})\cdot PQ=\frac{1}{2}\times \left(1+4\right)\cdot (-\frac{2}{3}m^{2}-2m+\frac{8}{3})=-\frac{5}{3}m^{2}-5m+\frac{20}{3}.
连接ADAD
AC\because ACBDBD
SBDE=SABD=12×103×4=203\therefore S_{\triangle BDE}=S_{\triangle ABD}=\frac{1}{2}\times \frac{10}{3}\times 4=\frac{20}{3}
SBPE=SBPDSBDE=53m25m=53(m+32)2+154\therefore S_{\triangle BPE}=S_{\triangle BPD}-S_{\triangle BDE}=-\frac{5}{3}m^{2}-5m=-\frac{5}{3}(m+\frac{3}{2}^{)2}+\frac{15}{4}.
53<0\because -\frac{5}{3} \lt 0
\thereforem=32m=-\frac{3}{2}时,SBPES_{\triangle BPE}的最大值为:154\frac{15}{4},此时P(32P(-\frac{3}{2}52)\frac{5}{2}).
(3)(3)将抛物线沿射线CACA方向平移133\frac{{\sqrt{13}}}{3}单位即抛物线先左平移11个单位,再向下平移23\frac{2}{3}个单位,
y=23x243x+2=23(x+1)2+83\because y=-\frac{2}{3}x^{2}-\frac{4}{3}x+2=-\frac{2}{3}(x+1)^{2}+\frac{8}{3}
y\’=23(x+2)2+2\therefore {y\’}=-\frac{2}{3}(x+2)^{2}+2
\therefore抛物线y\’{y\’}的对称轴为x=2x=-2
设点MM的纵坐标为tt,则M(2,t)M\left(-2,t\right)
AM2=(2+3)2+(b0)2=1+b2\therefore AM^{2}=\left(-2+3\right)^{2}+\left(b-0\right)^{2}=1+b^{2}
AC2=(0+3)2+(20)2=13AC^{2}=\left(0+3\right)^{2}+\left(2-0\right)^{2}=13
CM2=(20)2+(b2)2=b24b+8CM^{2}=\left(-2-0\right)^{2}+\left(b-2\right)^{2}=b^{2}-4b+8
若以AACCMMNN为顶点的四边形为矩形,则ACM\triangle ACM为直角三角形,需要分类讨论:
①点AA为直角顶点,
AM2+AC2=CM2\therefore AM^{2}+AC^{2}=CM^{2},即1+b2+13=b24b+81+b^{2}+13=b^{2}-4b+8
解得b=1.5b=-1.5
由矩形的性质可知,N(1,0.5)N\left(1,0.5\right).
②点CC为直角顶点,
AC2+CM2=AM2\therefore AC^{2}+CM^{2}=AM^{2},即13+b24b+8=1+b213+b^{2}-4b+8=1+b^{2}
解得b=5b=5
M(2,1.5)\therefore M\left(-2,-1.5\right)
由矩形的性质可知,N(5,3)N\left(-5,3\right).
③点MM为直角顶点,
AM2+CM2=AC2\therefore AM^{2}+CM^{2}=AC^{2},即1+b2+b24b+8=131+b^{2}+b^{2}-4b+8=13
解得b=1+3b=1+\sqrt{3}b=13b=1-\sqrt{3}
M(2\therefore M(-21+31+\sqrt{3})或M(2M(-213)1-\sqrt{3})
由矩形的性质可知,N(1N(-1131-\sqrt{3})或N(1N(-11+3)1+\sqrt{3}).
综上,若以AACCMMNN为顶点的四边形为矩形时,点NN的坐标为(1,0.5)\left(1,0.5\right)(5,3)\left(-5,3\right)(1(-1131-\sqrt{3})或(1(-11+3)1+\sqrt{3}).

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