已知抛物线y=ax2-2ax+c-1的顶点在直线y=-
(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HK∥PB,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. |
(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=-
x+8上,8 3
∴c-1-a=-
×1+8,8 3
即c=a+
,①19 3
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α2+β2=10,即(α+β)2-2αβ=10,
∴4-2×
=10,c-1 a
即c=1-3a②,
由①②解得:a=-
,c=5,4 3
∴y=-
x2+4 3
x+4,8 3
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=-
x2+4 3
x+4.8 3
(2)由抛物线y=-
x2+4 3
x+4,8 3
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.
∵HK∥BP,
=BH HC
,PK KC
=t 4-t
,PK 5-PK
∴PK=
t5 4
如图,过H作HG⊥PC于G,则HG=HC,
sin∠BCP=(4-t)•
=4 5
(4-t),4 5
∴S=
×1 2
t×5 4
(4-t)=4 5
t2+2t,1 2
∵点H在线段BC上且HK∥BP,∴0<t<4.
∴所求的函数式为:S=-
t2+2t(0<t<4),1 2
答:将S表示成t的函数为S=-
t2+2t(0<t<4).1 2
(3)由S=-
t2+2t=-1 2
(t-2)2+2(0<t<4),知:1 2
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),
∵HK∥PB,且H为BC的中点,
∴K为PC的中点,
作KK′⊥HC于K′,
则KK′=
PO=2,OK′=1 2
CO=1 2
,3 2
∴点K的坐标为(
,2),3 2
设所求直线的解析式为y=kx+b,则
,0=k+b 2=
+b3 2
∴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.