23.如图1,抛物线y=ax2 x+c与x轴相交于点A(﹣2,0)、B(4,0),与y轴相交于点C,连接AC,BC,以线段BC为直径作⊙M,过点C作直线CE∥AB,与抛物线和⊙M分别交于点D,E
(1)求该抛物线所对应的函数关系式; (2)求线段DE的长;
(3)在BC下方的抛物线上有一点P,P点的横坐标是m,△PBC的面积为S,求出S与m之间的函数关系式,并求出当m为何值时,S有最大值,最大值为多少?
【解答】解:(1)将A(﹣2,0)、B(4,0)代入y=ax2 x+c,得: ,解得: ,
∴该抛物线所对应的函数关系式为y x2 x﹣3. (2)连接BE,如图1所示. ∵线段BC为⊙M的直径, ∴∠BEC=90°.
又∵CE∥AB,∠BOC=∠OCE=90°, ∴四边形OCEB为矩形, ∴CE=OB=4.
∵抛物线y x2 x﹣3与x轴相交于点A(﹣2,0)、B(4,0), ∴抛物线的对称轴为直线x=1, 又∵点C在y轴上, ∴CD=1×2=2, ∴DE=CE﹣CD=2.
(3)过点P作PH⊥x轴于点H,如图2所示. ∵P点的横坐标是m,点在BC下方的抛物线上,
∴点P的坐标为(m,m2 m﹣3)(0<m<4),点H的坐标为(m,0),
∴OH=m,BH=4﹣m,PH m2 m+3. ∵抛物线y x2 x﹣3与y轴相交于点C, ∴点C的坐标为(0,﹣3), ∴OC=3,
∴S=S梯形OCPH+S△BPH﹣S△BOC,
(OC+PH)?OH BH?PH OB?OC,
(3 m2 m+3)×m (4﹣m)×( m2 m+3) 4×3, m2+3m (m﹣2)2+3, ∵ <0,
∴当m=2时,S有最大值,最大值为3.
综上所述:S与m之间的函数关系式为S m2+3m(0<m<4),当m=2时,S有最大值,最大值为3.
24.已知抛物线y=a(x﹣1)(x﹣3)(a<0)的顶点为A,交y轴交于点C,过C作CB∥x轴交抛物线于点B,过点B作直线l⊥x轴,连结OA并延长,交l于点D,连结OB. (1)当a=﹣2时,求线段OB的长.
(2)是否存在特定的a值,使得△OBD为等腰三角形?若存在,请写出a值的计算过程;若不存在,请说明理由.
(3)设△OBD的外心M的坐标为(m,n),求m与n的数量关系式.
【解答】解:(1)当a=﹣2时,y=﹣2(x﹣1)(x﹣3)=﹣2x2+8x﹣6, 当x=0时,得y=﹣6, ∴点C(0,﹣6),
当y=﹣6时,即﹣6=﹣2x2+8x﹣6, 解得:x1=0,x2=4, ∴点B(4,﹣6), ∴BC=4,OC=6,
∴OB═ 2 ;
(2)在y=a(x﹣1)(x﹣3)中,令x=0,得y=3a, ∴C(0,3a),B(4,3a),
∵点A是抛物线的顶点, ∴A(2,﹣a),
过A作AE⊥x轴于点E,AE延长线与CB交于点F, 将BD与x轴的交点记为点G, 则E为OG的中点, ∵AE∥BD, ∴DG=2AE=﹣2a, ∴BD=DG+BG=﹣5a,
当△OBD为等腰三角形时,分类讨论:
①当OB=BD=﹣5a,在Rt△OBC中,BC=﹣4a=4, ∴a=﹣1,
②当OD=BD=﹣5a时,在Rt△ODG中,25a2﹣4a2=16, ∴a (由于a<0,所以已负数舍去); ③当OD=OB时,DG=BG,但﹣2a≠﹣3a, ∴此种情况不可能; ∴a=﹣1或
(由于a<0,所以舍去); (3)∵BD=DG+BG=﹣5a, ∵点M是△OBD的外心,
∴点M在BD的垂直平分线上,OM=MD,BD垂直于x轴, ∴n a,
∵M(m,n),D(4,﹣2a),
∴( a)2+m2=( a)2+(4﹣m)2, ∴8m=6a2+16, ∵n a, ∴8m=24n2+16,
整理上式,得:m=3n2+2.