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如图,在平面直角坐标系中,直线AC:与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=ax2+bx+c过点A、点C,且与x轴的另一交点为B(x,0),其中x>0,又点P是抛物线的对称轴l上一动点.
(1)求点A的坐标,并在图1中的l上找一点P,使P到点A与点C的距离之和最小;
(2)若△PAC周长的最小值为,求抛物线的解析式及顶点N的坐标;
(3)如图2,在线段CO上有一动点M以每秒2个单位的速度从点C向点O移动(M不与端点C、O重合),过点M作MH∥CB交x轴于点H,设M移动的时间为t秒,试把△PHM的面积S表示成时间t的函数,当t为何值时,S有最大值,并求出最大值.

【答案】分析:(1)令y=0,计算求出x的值,即可得到点A的坐标,根据轴对称性,连接CB与对称轴l的交点即为到点A与点C的距离之和最小的点;
(2)当点P在点P处时,△PAC的周长最小,此时三角形的周长等于AC+CB,再根据直线AC的解析式求出点C的坐标,再根据勾股定理求出AC的长,从而得到CB的长度,再次利用勾股定理列式求出OB的长度,从而得到点B的坐标,然后利用待定系数法求二次函数解析式进行计算求出抛物线解析式,转化为顶点式形式写出顶点坐标即可;
(3)先表示出OM的长度,然后判定△OMH和△OCB相似,再根据相似三角形对应边成比例列式求出MH的长度,过点M作MD⊥CB于点D,然后根据∠OCB的正弦列式求出MD的长度,再根据平行线间的距离相等,点P到MH的距离等于MD的长度,再根据三角形的面积公式列式并整理即可得到S与t的函数关系式,最后根据二次函数的最值问题解答.
解答:解:(1)令y=0,则x+8=0,
解得x=-6,
所以,点A的坐标为A(-6,0),
连接CB与直线l相交于一点,交点即为P;

(2)当点P在点P处时,△PAC的周长最小,
此时,可求点C的坐标为(0,8),
在Rt△AOC中,AC===10,
∵△PAC周长的最小值为10+2,
∴CB=10+2-10=2,
在Rt△BOC中,OB===10,
∴点B的坐标为(10,0),
∵点A(-6,0),B(10,0),C(0,8)都在抛物线y=ax2+bx+c上,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2+x+8,
∵y=-x2+x+8=-(x2-4x+4)++8=-(x-2)2+,
∴顶点N的坐标为(2,);

(3)∵点M的速度是每秒2个单位,
∴OM=OC-CM=8-2t,
∵MH∥CB,
∴△OMH∽△OCB,
∴=,
即=,
解得MH=,
过点M作MD⊥CB于点D,则sin∠OCB==,
即=,
解得MD=t,
根据平行线间的距离可得,点P到MH的距离等于MD的长度,
所以,S=××t=-t2+10t,
∵8÷2=4,
∴0<t<4,
∵y=-t2+10t=-(t2-4t+4)+10=-(t-2)2+10,
∴当t=2时,S有最大值,最大值为10.
点评:本题综合考查了二次函数,主要利用了最短路线问题,待定系数法求二次函数解析式,顶点坐标的求解,相似三角形的判定与性质,勾股定理,综合性较强,难度较大,需仔细分析,理清题目的数量关系与变化过程方可正确求解.
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(1)求点B的坐标;
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BD
AB
=
5
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29
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5
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