Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，二次函數(shù)y=ax²+bx+c的圖象的頂點(diǎn)為D點(diǎn)，與y軸交于C點(diǎn)，與x軸交于A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)在原點(diǎn)的左側(cè)，B點(diǎn)的坐標(biāo)為（3，0），OB=OC，tan∠ACO=

1

3

．
（1）求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式；
（2）若平行于x軸的直線與該拋物線交于M、N兩點(diǎn)，且以MN為直徑的圓與x軸相切，求該圓半徑的長(zhǎng)度；
（3）如圖，若點(diǎn)G（2，y）是該拋物線上一點(diǎn)，點(diǎn)P是直線AG下方的拋物線上一動(dòng)點(diǎn)，當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到什么位置時(shí)，點(diǎn)P到直線AG的距離最大？求出此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo)和點(diǎn)P到直線AG的最大距離．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)已知條件，易求得C、A的坐標(biāo)，可用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式；
（2）根據(jù)拋物線和圓的對(duì)稱性，知圓心必在拋物線的對(duì)稱軸上，由于該圓與x軸相切，可用圓的半徑表示出M、N的坐標(biāo)，將其入拋物線的解析式中，即可求出圓的半徑；（需注意的是圓心可能在x軸上方，也可能在x軸下方，需要分類討論）
（3）易求得AC的長(zhǎng)，由于AC長(zhǎng)為定值，當(dāng)P到直線AG的距離最大時(shí)，△APG的面積最大．可過P作y軸的平行線，交AG于Q；設(shè)出P點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)直線AG的解析式可求出Q點(diǎn)坐標(biāo)，也就求出PQ的長(zhǎng)，進(jìn)而可得出關(guān)于△APG的面積與P點(diǎn)坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)可求出△APG的最大面積及P點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)此時(shí)△APG的面積和AG的長(zhǎng)，即可求出P到直線AC的最大距離．

解答：解：（1）方法一：由已知得：C（0，-3），A（-1，0）
將A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)代入得

a-b+c=0 9a+3b+c=0 c=-3

解得：

a=1 b=-2 c=-3

所以這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式為：y=x²-2x-3
方法二：由已知得：C（0，-3），A（-1，0）
設(shè)該表達(dá)式為：y=a（x+1）（x-3）
將C點(diǎn)的坐標(biāo)代入得：a=1
所以這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式為：y=x²-2x-3；
（注：表達(dá)式的最終結(jié)果用三種形式中的任一種都不扣分）

（2）如圖，
①當(dāng)直線MN在x軸上方時(shí)，設(shè)圓的半徑為R（R＞0），則N（R+1，R），
代入拋物線的表達(dá)式，解得R=

1+ 17

2

；
②當(dāng)直線MN在x軸下方時(shí)，設(shè)圓的半徑為r（r＞0），則N（r+1，-r），
代入拋物線的表達(dá)式，解得r=

-1+ 17

2

，
∴圓的半徑為

1+ 17

2

或

-1+ 17

2

；

（3）過點(diǎn)P作y軸的平行線與AG交于點(diǎn)Q，
易得G（2，-3），直線AG為y=-x-1；
設(shè)P（x，x²-2x-3），則Q（x，-x-1），PQ=-x²+x+2；
S△APG=S△APQ+S△GPQ=

1

2

(-x2+x+2)×3=-

3

2

(x-

1

2

)2+

27

8

當(dāng)x=

1

2

時(shí)，△APG的面積最大為

27

8

；
∵AG=3

2

，P到AG的最大距離為

2S△APG

AG

=

2× 27 8

3 2

=

9

8

2

，
此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo)為(

1

2

，-

15

4

)．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了二次函數(shù)解析式的確定、切線的性質(zhì)、圖形面積的求法等知識(shí)，綜合性強(qiáng)，能力要求較高．考查學(xué)生數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法．