在平面直角坐标系中,把与
轴交点相同的二次函数图像称为“共根抛物线”.如图,抛物线
的顶点为
,交
轴于点
、
(点
在点
左侧),交
轴于点
.抛物线
与
是“共根抛物线”,其顶点为
.
(1)若抛物线经过点
,求
对应的函数表达式;
(2)当的值最大时,求点
的坐标;
(3)设点是抛物线
上的一个动点,且位于其对称轴的右侧.若
与
相似,求其“共根抛物线”
的顶点
的坐标.
在平面直角坐标系中,把与
轴交点相同的二次函数图像称为“共根抛物线”.如图,抛物线
的顶点为
,交
轴于点
、
(点
在点
左侧),交
轴于点
.抛物线
与
是“共根抛物线”,其顶点为
.
(1)若抛物线经过点
,求
对应的函数表达式;
(2)当的值最大时,求点
的坐标;
(3)设点是抛物线
上的一个动点,且位于其对称轴的右侧.若
与
相似,求其“共根抛物线”
的顶点
的坐标.
(1);(2)点
;(3)
或
或
或
【解析】
(1)由“共根抛物线”定义可知抛物线经过抛物线
与x轴交点,故根据抛物线
可求AB两点坐标进而由交点式设
为
,将点
代入,即可求出解;
(2)由抛物线对称性可知PA=PB,∴,根据三角形两边之差小于第三边可知当当
、
、
三点共线时,
的值最大,而P点在对称轴为
上,由此求出点P坐标;
(3)根据点ABC坐标可证明△ABC为直角三角形,与
相似,分两种情况讨论:当
、
时,分别利用对应边成比例求解即可.
【详解】
解:(1)当时,
,解得
,
.
∴、
、
.
由题意得,设对应的函数表达式为
,
又∵经过点
,
∴,
∴.
∴对应的函数表达式为
.
(2)∵、
与
轴交点均为
、
,
∴、
的对称轴都是直线
.
∴点在直线
上.
∴.
如图1,当、
、
三点共线时,
的值最大,
此时点为直线
与直线
的交点.
由、
可求得,直线
对应的函数表达式为
.
∴点.
(3)由题意可得,,
,
,
因为在中,
,故
.
由,得顶点
.
因为的顶点P在直线
上,点Q在
上,
∴不可能是直角.
第一种情况:当时,
①如图2,当时,则得
.
设,则
,
∴.
由得
,解得
.
∵时,点Q与点P重合,不符合题意,
∴舍去,此时.
②如图3,当时,则得
.
设,则
.
∴.
由得
,解得
(舍),此时
.
第二种情况:当时,
①如图4,当时,则得
.
过Q作交对称轴于点M,∴
.
∴.由图2可知
,
∴.
∴,又
,代入得
.
∵点,
∴点.
②如图5,当时,则
.
过Q作交对称轴于点M,
∴,则
.
由图3可知,
,
∴,
,
∴.
又,代入得
.
∵点,
∴点,
综上所述,或
或
或
.
【点睛】
本题是二次函数的综合题,关键是根据待定系数法求解析式,二次函数图象上点的坐标特征,以及相似三角形的性质解答.