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如图,在直角坐标系xOy中,一次函数y=-23x+m(m为常数)的图象与x轴交于A(-3,0),与y轴交于点C.以直线x=-1为对称轴的抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,且a>0)经过A、C两点,与x轴正半轴

题目详情
如图,在直角坐标系xOy中,一次函数y=-
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x+m(m为常数)的图象与x轴交于A(-3,0),与y轴交于点C.以直线x=-1为对称轴的抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,且a>0)经过A、C两点,与x轴正半轴交于点B.
作业搜
(1)求一次函数及抛物线的函数表达式.
(2)已知在对称轴上是否存在一点P,使得△PBC的周长最小?若存在,请求出点P的坐标.
(3)点D是线段OC上的一个动点(不与点O、点C重合),过点D作DE‖PC交x轴于点E,连接PD、PE.设CD的长为m,△PDE的面积为S,求S与m之间的函数关系式,并说明S是否存在最大值?若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)∵y=-
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x+m经过点A(-3,0),
∴0=2+m,解得m=-2,
∴直线AC解析式为y=-
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x-2,
∴C(0,-2).
∵抛物线y=ax2+bx+c对称轴为x=-1,且与x轴交于A(-3,0),
∴另一交点为B(1,0),设抛物线解析式为y=a(x+3)(x-1),
∵抛物线经过 C(0,-2),∴-2=a•3×(-1),解得a=
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∴抛物线解析式为y=
2
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x2+
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x-2;
(2)要使△PBC的周长最小,只需BP+CP最小即可.如图1,
作业搜
连接AC交x=-1于P点,因为点A、B关于x=-1对称,根据轴对称性质以及两点之间线段最短,可知此时BP+CP最小(BP+CP最小值为线段AC的长度).
∵A(-3,0),B(1,0),C(0,-2),
∴直线AC解析式为y=-
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x-2,
∵xP=-1,∴yP=-
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,即P(-1,-
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).
(3)如图2,
作业搜
∵设CD的长为m,△PDE的面积为S
∴D(0,m-2),
∵DE‖PC,直线AC解析式为y=-
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x-2,
∴设直线DE解析式:y=-
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x+m-2,
当y=0时,x=
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m-3,
∴E(
3
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m-3,0)
S△PDE=S△AOC-S△DOE-S△PDC-S△PEA
=3-
1
2
×
3
2
4
3
-
1
2
×(3-
3
2
m)×(2-m)-
1
2
×m×1
=-
3
4
m2+
3
2
m
=-
3
4
(m-1)2+
3
4

∴当m=1时有最大值
3
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