如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(1,0)、C(﹣2,3)

如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A10)、C(﹣23)两点,与y轴交于点N,其顶点为D

1)求抛物线及直线AC的函数关系式;

2)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,求APC的面积的最大值及此时点P的坐标;

3)在对称轴上是否存在一点M,使ANM的周长最小.若存在,请求出M点的坐标和ANM周长的最小值;若不存在,请说明理由.

答案

1y=﹣x22x+3y=﹣x+1;(2)当x=﹣时,APC的面积取最大值,最大值为,此时点P的坐标为(﹣);(3)在对称轴上存在一点M(﹣12),使ANM的周长最小,ANM周长的最小值为3

【分析】

1)根据点AC的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线及直线AC的函数关系式;(2)过点PPEy轴交x轴于点E,交直线AC于点F,过点CCQy轴交x轴于点Q,设点P的坐标为(x,﹣x22x+3)(﹣2x1),则点E的坐标为(x0),点F的坐标为(x,﹣x+1),进而可得出PF的值,由点C的坐标可得出点Q的坐标,进而可得出AQ的值,利用三角形的面积公式可得出SAPC=﹣x2x+3,再利用二次函数的性质,即可解决最值问题;(3)利用二次函数图象上点的坐标特征可得出点N的坐标,利用配方法可找出抛物线的对称轴,由点CN的坐标可得出点CN关于抛物线的对称轴对称,令直线AC与抛物线的对称轴的交点为点M,则此时ANM周长取最小值,再利用一次函数图象上点的坐标特征求出点M的坐标,以及利用两点间的距离公式结合三角形的周长公式求出ANM周长的最小值即可得出结论.

【详解】

1)将A10),C(﹣23)代入y=﹣x2+bx+c,得:

,解得:

抛物线的函数关系式为y=﹣x22x+3

设直线AC的函数关系式为ymx+nm≠0),

A10),C(﹣23)代入ymx+n,得:

,解得:

直线AC的函数关系式为y=﹣x+1

2)过点PPEy轴交x轴于点E,交直线AC于点F,过点CCQy轴交x轴于点Q,如图1所示.

设点P的坐标为(x,﹣x22x+3)(﹣2x1),则点E的坐标为(x0),点F的坐标为(x,﹣x+1),

PE=﹣x22x+3EF=﹣x+1EFPEEF=﹣x22x+3﹣(﹣x+1)=﹣x2x+2

C的坐标为(﹣23),

Q的坐标为(﹣20),

AQ1﹣(﹣2)=3

SAPCAQPF=﹣x2x+3=﹣x+2+

0

x=﹣时,APC的面积取最大值,最大值为,此时点P的坐标为(﹣ ).

3)当x0时,y=﹣x22x+33

N的坐标为(03).

y=﹣x22x+3=﹣(x+12+4

抛物线的对称轴为直线x=﹣1

C的坐标为(﹣23),

CN关于抛物线的对称轴对称.

令直线AC与抛物线的对称轴的交点为点M,如图2所示.

CN关于抛物线的对称轴对称,

MNCM

AM+MNAM+MCAC

此时ANM周长取最小值.

x=﹣1时,y=﹣x+12

此时点M的坐标为(﹣12).

A的坐标为(10),点C的坐标为(﹣23),点N的坐标为(03),

AC 3AN

CANMAM+MN+ANAC+AN3+

在对称轴上存在一点M(﹣12),使ANM的周长最小,ANM周长的最小值为3+

【点睛】

本题考查待定系数法求一次函数解析式、待定系数法求二次函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征、一次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质、三角形的面积以及周长,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出抛物线及直线AC的函数关系式;(2)利用三角形的面积公式找出SAPC=﹣x2x+3的最值;(3)利用二次函数图象的对称性结合两点之间线段最短找出点M的位置.

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