题目
如图,在平面直角坐标系中,抛物线
y=x2+bx+c经过
A(1,0)、
B(3,0)两点,与
y轴交于点
C,对称轴为直线
l,直线
l与
x轴交于点
D.P、
Q是该抛物线上的两个点,点
P的横坐标为
m.
(1)求该抛物线的解析式和顶点坐标;
(2)若点
P是该抛物线的顶点时,求
PC的长;
(3)当
△PAD的面积是
3时,求点
P的坐标:
(4)当点
Q在直线
l的右侧,点
P到直线
l的距离是点
Q的纵坐标时,若点
P、
Q之间的部分的图象(包括点
P、点
Q)的最高点与最低点的纵坐标之差为
3,直接写出
m的值.
知识点:待定系数法求一次函数解析式、待定系数法求二次函数的解析式、二次函数的应用章节:第六章 一次函数 / 6.4 一次函数的应用
答案与解析
答案
(1)把
A(1,0)、
B(3,0)代入
y=x2+bx+c得:
{1+b+c=09+3b+c=0,
解得
{b=−4c=3,
∴抛物线的解析式为
y=x2−4x+3;
∵y=x2−4x+3=(x−2)2−1,
∴抛物线的顶点坐标为
(2,−1);
(2)在
y=x2−4x+3中,令
x=0得
y=3,
∴C(0,3),
点
P是该抛物线的顶点时,
P的坐标为
(2,−1),
∴PC=(0−2)2+(3+1)2=25,
∴PC的长为
25;
(3)由
y=(x−2)2−1知抛物线对称轴为直线
x=2,
∴D(2,0),
∵A(1,0),
∴AD=2−1=1,
设
△PAD的边
AD上的高为
h,则
21×1×h=3,
∴h=6,
∵抛物线顶点
(2,−1)到
AD的距离为
1,
∴P只能在
x轴上方,
在
y=x2−4x+3中,令
y=6得
6=x2−4x+3,
解得
x=2+7或
x=2−7;
∴P(2+7,
6)或
(2−7,
6);
(4)由(3)知,抛物线对称轴为直线
x=2,
∴P到对称轴直线
l的距离为
∣m−2∣,即
Q的纵坐标为
∣m−2∣,
①当
m<2时,点
P、
Q之间的部分的图象最低点为顶点
(2,−1),
若
P为最高点,则
m2−4m+3−(−1)=3,
解得
m=2+3(舍去)或
m=2−3;
若
Q为最高点,则
∣m−2∣−(−1)=3,即
2−m+1=3,
解得
m=0(此时
Q不是最高点,舍去);
②当
m>2时,若点
P为最高点,点
Q为最低点,则
(m−2)2−1−(m−2)=3,
解得
m=25−17(舍)或
m=25+17;
若点
Q为最高点,点
P为最低点,
m−2−(m−2)2+1=3,方程无解;
综上所述,
m的值为
2−3或
25+17.
解析
(1)把
A(1,0)、
B(3,0)代入
y=x2+bx+c得:
{1+b+c=09+3b+c=0,
解得
{b=−4c=3,
∴抛物线的解析式为
y=x2−4x+3;
∵y=x2−4x+3=(x−2)2−1,
∴抛物线的顶点坐标为
(2,−1);
(2)在
y=x2−4x+3中,令
x=0得
y=3,
∴C(0,3),
点
P是该抛物线的顶点时,
P的坐标为
(2,−1),
∴PC=(0−2)2+(3+1)2=25,
∴PC的长为
25;
(3)由
y=(x−2)2−1知抛物线对称轴为直线
x=2,
∴D(2,0),
∵A(1,0),
∴AD=2−1=1,
设
△PAD的边
AD上的高为
h,则
21×1×h=3,
∴h=6,
∵抛物线顶点
(2,−1)到
AD的距离为
1,
∴P只能在
x轴上方,
在
y=x2−4x+3中,令
y=6得
6=x2−4x+3,
解得
x=2+7或
x=2−7;
∴P(2+7,
6)或
(2−7,
6);
(4)由(3)知,抛物线对称轴为直线
x=2,
∴P到对称轴直线
l的距离为
∣m−2∣,即
Q的纵坐标为
∣m−2∣,
①当
m<2时,点
P、
Q之间的部分的图象最低点为顶点
(2,−1),
若
P为最高点,则
m2−4m+3−(−1)=3,
解得
m=2+3(舍去)或
m=2−3;
若
Q为最高点,则
∣m−2∣−(−1)=3,即
2−m+1=3,
解得
m=0(此时
Q不是最高点,舍去);
②当
m>2时,若点
P为最高点,点
Q为最低点,则
(m−2)2−1−(m−2)=3,
解得
m=25−17(舍)或
m=25+17;
若点
Q为最高点,点
P为最低点,
m−2−(m−2)2+1=3,方程无解;
综上所述,
m的值为
2−3或
25+17.