Question

19．如圖，直線y=2x-10分別與x軸，y軸交于點(diǎn)A，B，點(diǎn)C為OB的中點(diǎn)，拋物線y=-x²+bx+c經(jīng)過A，C兩點(diǎn)．
（1）求拋物線的函數(shù)表達(dá)式；
（2）點(diǎn)D是直線AB上方的拋物線上的一點(diǎn)，且△ABD的面積為$\frac{45}{2}$．
①求點(diǎn)D的坐標(biāo)；
②點(diǎn)P為拋物線上一點(diǎn)，若△APD是以PD為直角邊的直角三角形，求點(diǎn)P到拋物線的對(duì)稱軸的距離．

Answer 1

分析 （1）由直線解析式求出A、B坐標(biāo)，然后得出C點(diǎn)坐標(biāo)，再用待定系數(shù)法求出拋物線解析式；
（2）①過D作DE∥y軸交AB于E，則S_△ABD=S_△BDE+S_△ADE=，設(shè)出D點(diǎn)的橫標(biāo)，縱坐標(biāo)用橫坐標(biāo)表示，同時(shí)表示出E點(diǎn)坐標(biāo)，從而得出△ABD的面積表達(dá)式，再根據(jù)△ABD的面積為$\frac{45}{2}$，列出方程解之即可；
②分兩種情況：第一種，D為直角頂點(diǎn)；第二種，P為直角頂點(diǎn)．對(duì)于第一種情況，可以驗(yàn)證拋物線的頂點(diǎn)與D、A一起剛好構(gòu)成直角三角形，即P點(diǎn)就是拋物線的頂點(diǎn)；對(duì)于第二種情況，過點(diǎn)P作GH∥x軸，DG⊥GH于G，AH⊥GH于H，由△DGP∽△PHA列出相似比例關(guān)系求解．

解答 解：（1）當(dāng)y=0時(shí)，2x-10=0，解得x=5，則A（5，0），
當(dāng)x=0時(shí)，y=2x-10=-10，則B（0，-10）
∵點(diǎn)C為OB的中點(diǎn)，
∴C（0，-5），
把A（5，0），C（0，-5）代入y=-x²+bx+c得$\left\{\begin{array}{l}{-25+5b+c=0}\\{c=-5}\end{array}\right.$，解得$\left\{\begin{array}{l}{b=6}\\{c=-5}\end{array}\right.$，
∴拋物線解析式為y=-x²+6x-5；
（2）①過D作DE∥y軸交AB于E，如圖，

設(shè)D（x，-x²+6x-5），則E（x，2x-10），
∵S_△ABD=S_△BDE+S_△ADE=$\frac{1}{2}$×5×DE=$\frac{5}{2}$（-x²+6x-5-2x+10）
∴$\frac{5}{2}$（-x²+6x-5-2x+10）=$\frac{45}{2}$，
整理得x²-4x+4=0，解得x₁=x₂=2，
∴D（2，3）；
②∵拋物線解析式為y=-x²+6x-5，
∴拋物線的頂點(diǎn)為M（3，4），
∴MD=$\sqrt{2}$，AD=3$\sqrt{2}$，AM=2$\sqrt{5}$，
∴MD²+AD²=AM²，
∴MD⊥AD，
若D為直角頂點(diǎn)，則P與M點(diǎn)重合，即P（3，4），如圖，

此時(shí)P點(diǎn)到拋物線對(duì)稱軸的距離為0；
若P為直角頂點(diǎn)，如圖，

過點(diǎn)P作GH∥x軸，DG⊥GH于G，AH⊥GH于H，
∵∠APD=90°，
∴△DGP∽△PHA，
∴$\frac{DG}{GP}=\frac{PH}{AH}$，
設(shè)P（t，-t²+6t-5），則：
GP=t-2，DG=-t²+6t-5-3，PH=5-t，AH=-t²+6t-5，
∴$\frac{-{t}^{2}+6t-5-3}{t-2}=\frac{5-t}{-{t}^{2}+6t-5}$，
∴$\frac{-（t-2）（t-4）}{t-2}=\frac{t-5}{（t-1）（t-5）}$，
∴$\frac{4-t}{1}=\frac{1}{t-1}$，
∴t²-5t+5=0，
∴t=$\frac{5±\sqrt{5}}{2}$，
∴P點(diǎn)坐標(biāo)為（$\frac{5-\sqrt{5}}{2}$，$\frac{5-\sqrt{5}}{2}$）或（$\frac{5+\sqrt{5}}{2}$，$\frac{5+\sqrt{5}}{2}$）；
若P點(diǎn)坐標(biāo)為（$\frac{5-\sqrt{5}}{2}$，$\frac{5-\sqrt{5}}{2}$），則P點(diǎn)到拋物線對(duì)稱軸的距離為$\frac{1+\sqrt{5}}{2}$，
若P點(diǎn)坐標(biāo)為（$\frac{5+\sqrt{5}}{2}$，$\frac{5+\sqrt{5}}{2}$），則P點(diǎn)到拋物線對(duì)稱軸的距離為$\frac{\sqrt{5}-1}{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題是二次函數(shù)綜合題，主要考查了一次函數(shù)圖象上坐標(biāo)點(diǎn)的特征，待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式，三角形面積的鉛垂高表示法，解一元二次方程，勾股定理，相似三角形的判定與性質(zhì)等重要知識(shí)點(diǎn)，綜合性強(qiáng)，難度較大．對(duì)于最后一問，要注意兩點(diǎn)：第一，分類討論；第二，對(duì)于直角三角形這個(gè)條件的利用，很多同學(xué)可能會(huì)選擇分別表示出三條邊長，用勾股定理列出復(fù)雜的方程進(jìn)行計(jì)算，這種想法雖然理論上可行，但計(jì)算量大，如果方程太復(fù)雜，可能會(huì)解不出來，大多數(shù)情況下，合理的做法是構(gòu)造相似三角形，利用相似比例關(guān)系進(jìn)行求解，這樣做的好處在于使計(jì)算量大大降低．“能用相似就不用勾股”，這一原則在很多情況下是適用的．