问题 解答题
已知抛物线y=ax2-2ax+c-1的顶点在直线y=-
8
3
x+8
上,与x轴相交于B(α,0)、C(β,0)两点,其中α<β,且α22=10.
(1)求这个抛物线的解析式;
(2)设这个抛物线与y轴的交点为P,H是线段BC上的一个动点,过H作HKPB,交PC于K,连接PH,记线段BH的长为t,△PHK的面积为S,试将S表示成t的函数;
(3)求S的最大值,以及S取最大值时过H、K两点的直线的解析式.
答案

(1)由y=ax2-2ax+c-1=a(x-1)2+c-1-a得抛物线的顶点为

A(1,c-1-a).

∵点A在直线y=-

8
3
x+8上,

∴c-1-a=-

8
3
×1+8,

即c=a+

19
3
,①

又抛物线与x轴相交于B(α,0)、C(β,0)两点,

∴α、β是方程ax2-2ax+c-1=0的两个根.

∴α+β=2,αβ=

c-1
a

又α22=10,即(α+β)2-2αβ=10,

∴4-2×

c-1
a
=10,

即c=1-3a②,

由①②解得:a=-

4
3
,c=5,

∴y=-

4
3
x2+
8
3
x+4,

此时,抛物线与x轴确有两个交点,

答:这个抛物线解析式为:y=-

4
3
x2+
8
3
x+4.

(2)由抛物线y=-

4
3
x2+
8
3
x+4,

令x=0,得y=4,故P点坐标为(0,4),

令y=0,解得x1=-1,x2=3,

∵α<β,∴B(-1,0),C(3,0),

∴BC=4,又由OC=3,OP=4,得PC=5,sin∠BCP=

OP
PC
=
4
5

∵BH=t,∴HC=4-t.

∵HKBP,

BH
HC
=
PK
KC
t
4-t
=
PK
5-PK

∴PK=

5
4
t

如图,过H作HG⊥PC于G,则HG=HC,

sin∠BCP=(4-t)•

4
5
=
4
5
(4-t),

∴S=

1
2
×
5
4
4
5
(4-t)=
1
2
t2+2t,

∵点H在线段BC上且HKBP,∴0<t<4.

∴所求的函数式为:S=-

1
2
t2+2t(0<t<4),

答:将S表示成t的函数为S=-

1
2
t2+2t(0<t<4).

(3)由S=-

1
2
t2+2t=-
1
2
(t-2)2+2(0<t<4),知:

当t=2(满足0<t<4)时,S取最大值,其值为2,

此时,点H的坐标为(1,0),

∵HKPB,且H为BC的中点,

∴K为PC的中点,

作KK′⊥HC于K′,

则KK′=

1
2
PO=2,OK′=
1
2
CO=
3
2

∴点K的坐标为(

3
2
,2),

设所求直线的解析式为y=kx+b,则

0=k+b
2=
3
2
+b

k=4
b=-4

故所求的解析式为y=4x-4,

答S的最大值是2,S取最大值时过H、K两点的直线的解析式是y=4x-4.

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