如图,直线 $ y=x+2 $ 与抛物线 $y=ax^2+bx+6\left(a\neq 0\right)$ 相交于 $A\left(\dfrac 12,\dfrac 52\right)$ 和 $B\left(4,m\right)$,点 $P$ 是线段 $AB$ 上异于 $A,B$ 的动点,过点 $P$ 作 $PC\perp x$ 轴于点 $D$,交抛物线于点 $C$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与线段
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    直角三角形的存在性
  1. 是否存在这样的 $P$ 点,使线段 $PC$ 的长有最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;
    标注
    • 题型
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      代几综合
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      函数与线段
    答案
    存在,线段 $PC$ 最大为 $\dfrac{49}{8}$
    解析
    因为点 $B\left(4,m\right)$ 在直线 $y=x+2$ 上,
    所以 $m=4+2=6$,即点 $B\left(4,6\right)$.
    因为点 $A\left(\dfrac 12,\dfrac 52\right)$,点 $B\left(4,6\right)$ 在抛物线 $y=ax^2+bx+6$ 上,
    所以 $\begin{cases}
    \left(\dfrac 12\right)^2a+\dfrac 12b+6=\dfrac 52,\\4^2a+4b+6=6,
    \end{cases} $ 解得 $ \begin{cases}a=2,\\b=-8.
    \end{cases} $
    所以抛物线的解析式为 $y=2x^2-8x+6$.
    设动点 $P$ 的坐标为 $\left(n,n+2\right)$,则 $C$ 点的坐标为 $\left(n,2n^2-8n+6\right)$,
    $\begin{split}\text{所以}PC&=\left(n+2\right)-\left(2n^2-8n+6\right)\\ &=-2n^2+9n-4\\ &=2\left(n-\dfrac 94\right)^2+\dfrac{49}{8},\end{split} $
    因为 $PC>0$,
    所以当 $n=\dfrac 94$ 时,线段 $PC$ 最大为 $\dfrac{49}{8}$.
  2. 求 $\triangle PAC$ 为直角三角形时点 $P$ 的坐标.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      直角三角形的存在性
    答案
    点 $P$ 的坐标为 $\left(3,5\right)$ 或 $\left(\dfrac 72,\dfrac{11}{2}\right)$
    解析
    显然 $\angle APC\ne 90^\circ $,所以分为两种情况:
    ① 当 $\angle PAC=90^\circ $ 时.设直线 $AC$ 的解析式为 $y=-x+b$,
    把 $A\left(\dfrac 12,\dfrac 52\right)$ 代入,得 $\dfrac 52=-\dfrac 12+b$,解得 $b=3$.
    所以直线 $AC$ 的解析式为 $y=-x+3$,
    由 $-x+3=2x^2-8x+6$,得 $x_1=3,x_2=\dfrac 12$.
    所以此时点 $C$ 的坐标为 $(3,0)$,点 $P$ 的坐标为 $\left(3,5\right)$.
    ② 当 $\angle PCA=90^\circ $ 时.由 $A\left(\dfrac 12,\dfrac 52\right)$ 知,点 $C$ 的纵坐标为 $y=\dfrac 52$.
    由 $2x^2-8x+6=\dfrac 52$,得 $x_1=\dfrac 12,x_2=\dfrac 72$.
    所以此时点 $C$ 的坐标为 $\left(\dfrac 72,\dfrac 52\right)$,点 $P$ 的坐标为 $\left(\dfrac 72,\dfrac{11}2\right)$.
    综上可得,满足条件的点 $P$ 的坐标为 $\left(3,5\right)$ 或 $\left(\dfrac 72,\dfrac{11}{2}\right)$.
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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