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【题目】已知:在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2﹣x+3(a≠0)交x轴于A、B两点,交y轴于点C,且对称轴为直线x=﹣2.
(1)求该抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)若点P(0,t)是y轴上的一个动点,请进行如下探究:探究一:如图1,设△PAD的面积为S,令W=tS,当0<t<4时,W是否有最大值?如果有,求出W的最大值和此时t的值;如果没有,说明理由;
探究二:如图2,是否存在以P、A、D为顶点的三角形与Rt△AOC相似?如果存在,求点P的坐标;如果不存在,请说明理由.(参考资料:抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)对称轴是直线x=
)
【答案】
(1)解:∵抛物线y=ax2﹣x+3(a≠0)的对称轴为直线x=﹣2.
∴
,
∴
,
∴
.
∴D(﹣2,4)
(2)解:探究一:当0<t<4时,W有最大值.
∵抛物线
交x轴于A、B两点,交y轴于点C,
∴A(﹣6,0),B(2,0),C(0,3),
∴OA=6,OC=3.
当0<t<4时,作DM⊥y轴于M,
则DM=2,OM=4.
∵P(0,t),
∴OP=t,MP=OM﹣OP=4﹣t.
∵S三角形PAD=S梯形OADM﹣S三角形AOP﹣S三角形DMP
=
=
=12﹣2t
∴W=t(12﹣2t)=﹣2(t﹣3)2+18
∴当t=3时,W有最大值,W最大值=18.
探究二:
存在.分三种情况:
①当∠P1DA=90°时,作DE⊥x轴于E,
则OE=2,DE=4,∠DEA=90°,
∴AE=OA﹣OE=6﹣2=4=DE.
∴∠DAE=∠ADE=45°,
,
∴∠P1DE=∠P1DA﹣∠ADE=90°﹣45°=45度.
∵DM⊥y轴,OA⊥y轴,
∴DM∥OA,
∴∠MDE=∠DEA=90°,
∴∠MDP1=∠MDE﹣∠P1DE=90°﹣45°=45度.
∴P1M=DM=2,
.
此时
,
又因为∠AOC=∠P1DA=90°,
∴Rt△ADP1∽Rt△AOC,
∴OP1=OM﹣P1M=4﹣2=2,
∴P1(0,2).
∴当∠P1DA=90°时,存在点P1,使Rt△ADP1∽Rt△AOC,
此时P1点的坐标为(0,2)
②当∠P2AD=90°时,则∠P2AO=45°,
∴
,