如图,已知抛物线 $y=\dfrac 12x^2-\dfrac 32x-2$ 与 $x$ 轴交于 $A,B$ 两点(点 $A$ 在点 $B$ 的左侧),与 $y$ 轴的负半轴交于点 $C$,点 $P$ 是 $x$ 轴下方抛物线上的一个动点(点 $P$ 与点 $C$ 重合),连接 $PB,PC$.设 $\triangle PBC$ 的面积为 $S$.
【难度】
【出处】
【标注】
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    代几综合
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    函数与面积
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    代几综合
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    函数与面积
  1. 求 $S$ 的取值范围;
    标注
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      代几综合
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      函数与面积
    答案
    $S$ 的取值范围为 $0<S<5$
    解析
    由已知可得 $A\left(-1,0\right)$,$B\left(4,0\right)$,$C\left(0,-2\right)$,
    当 $P$ 在 $BC$ 下方时,过点 $P$ 作 $x$ 轴的垂线交 $BC$ 于 $F$.
    直线 $BC$ 的解析式为 $y=\dfrac 12x-2.$
    设 $P\left(m,\dfrac 12m^2-\dfrac 32m-2\right)$,
    那么 $F\left(m,\dfrac 12m-2\right),FP=-\dfrac 12m^2+2m.$ 所以
    $\begin{split}S_{\triangle PBC} & =S_{\triangle PBF}+S_{\triangle PCF} \\ &=\dfrac 12FP\left(x_B-x_C\right) \\ & =2FP=-m^2+4m \\ & =-\left(m-2\right)^2+4.\end{split}$
    因为 $0<m<4$,
    所以当 $P$ 在 $BC$ 下方时,$\triangle PBC$ 的最大值为 $4$.
    当 $P$ 在 $BC$ 上方,$x$ 轴下方时,
    因为 $S_{\triangle ABC}=5$,所以 $S_{\triangle PBC}<5.$
    综上所述,$S$ 的取值范围为 $0<S<5$.
  2. 若 $\triangle PBC$ 的面积 $S$ 为正整数,则这样的 $\triangle PBC$ 共有 $\underline{\qquad}$ 个.
    标注
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      函数与面积
    答案
    若 $\triangle PBC$ 的面积 $S$ 为正整数,则这样的 $\triangle PBC$ 共有 $11$ 个.
    点 $P$ 在 $x$ 轴下方,$BC$ 上方时,面积为 $1$、$2$、$3$、$4$ 的三角形各 $1$ 个,点 $P$ 在 $BC$ 下方时,面积为 $1$、$2$、$3$ 的三角形各 $2$ 个,面积为 $4$ 的三角形为 $1$ 个
    解析
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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