2025年自我提升与评价九年级数学上册人教版第354页答案
26. (本小题14分)在二次函数$y= x^{2}$的图象上分别取三个点P,A,B,其中,点$P(p,-p)$在第二象限内,A,B两点的横坐标分别为a,b,且满足$a\leqslant p\leqslant b$.
(1)求p的值.
(2)记$a\leqslant x\leqslant b时二次函数y= x^{2}的最大值为y_{1}$,最小值为$y_{2}$.若$b-a= 3$,求$y_{1}-y_{2}$的取值范围.
(3)连接PA,PB,AB.当$PA\perp PB$时,作$PH\perp AB$,垂足为H,PH的长是否存在最大值?若存在,求PH长的最大值;若不存在,请说明理由.

答案

(1) 因为点$ P(p,-p) $在二次函数$ y=x^2 $的图象上,所以$ -p = p^2 $,即$ p^2 + p = 0 $,解得$ p=0 $或$ p=-1 $。又点$ P $在第二象限,横坐标$ p<0 $,故$ p=-1 $。
(2) 由$ a \leq p \leq b $且$ p=-1 $,得$ a \leq -1 \leq b $。又$ b - a = 3 $,则$ b = a + 3 $,且$ a \in [-4, -1] $。
二次函数$ y=x^2 $开口向上,对称轴为$ x=0 $。
当$ a \in [-4, -3) $时,区间$[a,b]$在对称轴左侧,$ y_{max}=a^2 $,$ y_{min}=b^2 $,$ y_1 - y_2 = a^2 - b^2 = -6a - 9 \in (9,15] $;
当$ a \in [-3, -1] $时,区间$[a,b]$包含对称轴,$ y_{min}=0 $,$ y_{max}=\max\{a^2,b^2\} $,$ y_1 - y_2 \in [\frac{9}{4},9] $。
综上,$ y_1 - y_2 \in [\frac{9}{4},15] $。
(3) 由$ P(-1,1) $,$ A(a,a^2) $,$ B(b,b^2) $,$ PA \perp PB $得$(a+1)(b+1)+(a^2 -1)(b^2 -1)=0$,化简得$ ab = a + b - 2 $。
直线$ AB $:$ y=(a+b)x - ab $,点$ P $到$ AB $的距离$ PH = \frac{|2(a+b)-1|}{\sqrt{(a+b)^2 + 1}} $。设$ t = a + b $,则$ PH = \frac{|2t - 1|}{\sqrt{t^2 + 1}} $,最大值为$ \sqrt{5} $(当$ t=-2 $时取得)。
(1) $-1$;(2) $[\frac{9}{4},15]$;(3) 存在,最大值为$\sqrt{5}$。