2. 如图,在平面直角坐标系中,抛物线\(y=(x - 2)^{2}\)与\(x\)轴交于点\(A\),与\(y\)轴交于点\(B\),过点\(B\)作\(BC\parallel x\)轴,交抛物线于点\(C\),过点\(A\)作\(AD\parallel y\)轴,交\(BC\)于点\(D\),点\(P\)在\(BC\)下方的抛物线上(不与点\(B\),\(C\)重合),连接\(PC\),\(PD\),设\(\triangle PCD\)的面积为\(S\),则\(S\)的最大值是( )
A. 10
B. 8
C. 6
D. 4
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我们来分析这道关于抛物线和三角形面积的问题。题目给出抛物线 y 等于 x 减 2 的平方,我们需要找到它与坐标轴的交点,并构造相关的几何图形。
现在我们逐步确定各个关键点的坐标。首先求点A,令y等于0,得到x等于2,所以A点坐标为2逗号0。然后求点B,令x等于0,得到y等于4,所以B点坐标为0逗号4。接下来求点C,由于BC平行于x轴且过点B,所以BC的方程为y等于4。将y等于4代入抛物线方程,得到x等于0或x等于4,由于B点已经是0逗号4,所以C点坐标为4逗号4。最后求点D,由于AD平行于y轴且过点A,所以AD的方程为x等于2,因此D点坐标为2逗号4。
现在我们来建立三角形PCD面积的函数表达式。设点P的坐标为x下标P逗号y下标P,其中y下标P等于x下标P减2的平方。由于点P在BC下方的抛物线上,所以0小于x下标P小于4。三角形PCD的底CD长度为2,高为4减去y下标P,即4减去x下标P减2的平方。因此面积S等于二分之一乘以底乘以高,化简后得到S等于4减去x下标P减2的平方。
现在我们来求面积S的最大值。由于S等于4减去x下标P减2的平方,要使S最大,需要x下标P减2的平方最小。抛物线y等于x下标P减2的平方的顶点为2逗号0,在区间0到4内,当x下标P等于2时,x下标P减2的平方取得最小值0。此时点P就是点A,面积S的最大值为4减去0等于4。因此答案是D。
让我们总结一下解题过程。首先我们确定了抛物线与坐标轴的交点A和B,然后通过构造平行线得到了关键点C和D。接着建立了三角形PCD面积的函数表达式S等于4减去x下标P减2的平方。最后利用二次函数的性质,当x下标P等于2时,面积S取得最大值4。因此正确答案是D。