抛物线y=ax2+bx+c(a<0)交x轴于点A(-1,0)、B(3,0),交y轴于点C,顶点为D,以BD为直径的⊙M恰好过点C.(1)求顶点D的坐标(用a的代数式表

发布时间:2020-08-09 09:31:08

抛物线y=ax2+bx+c(a<0)交x轴于点A(-1,0)、B(3,0),交y轴于点C,顶点为D,以BD为直径的⊙M恰好过点C.
(1)求顶点D的坐标(用a的代数式表示);
(2)求抛物线的解析式;
(3)抛物线上是否存在点P使△PBD为直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.

网友回答

解:(1)(方法一)由题意:设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x-3)
∴y=ax2-2ax-3a=a(x-1)2-4a,
∴点C(0,-3a),D(1,-4a),
(方法二)由题意:,
解得.
∴y=ax2-2ax-3a(下同方法一);

(2)(方法一)过点D作DE⊥y轴于点E,易证△DEC∽△COB
∴∴
∴a2=1.
∵a<0,
∴a=-1.
故抛物线的解析式为:y=-x2+2x+3.
(方法二)过点D作DE⊥y轴于点E,过M作MG⊥x轴于点G,
设⊙M交x轴于另一点H,交y轴于另一点F,可先证四边形OHDE为矩形,则OH=DE=1,再证OF=CE=-a,
由OH?OB=OF?OC得:(-a)(-3a)=1×3,
∴a2=1;(下同法一)

(3)符合条件的点P存在,共3个
①若∠BPD=90°,P点与C点重合,则P1(0,3)(P1表示第一个P点,下同)
②若∠DBP=90°,过点P2作P2R⊥x轴于点R,
设点P2(p,-p2+2p+3)
由△BP2R∽△DBH得,,
即,
解得或p=3(舍去)

③若∠BDP=90°,设DP3的延长线交y轴于点N,可证△EDN∽△HDB,
求得EN=,
∴N(0,).
求得DN的解析式为,
求抛物线与直线DN的交点得P3(),
综上所述:符合条件的点P为(0,3)、、().
解析分析:(1)点A(-1,0)和B(3,0)一定关于抛物线的对称轴对称,因而函数的对称轴是x=1,把x=1代入抛物线的解析式就可以求出D的坐标;
(2)过点D作DE⊥y轴于点E,易证△DEC∽△COB,根据相似三角形的对应边的比相等就可以求出a的值.从而求出抛物线的解析式;
(3)本题应分∠BPD=90°,∠DBP=90°,∠BDP=90°三种情况进行讨论.第一种情况P就是满足条件的点.
第二种情况中,过点P2作P2R⊥x轴于点R,由△BP2R∽△DBH就可以求出.
第三种情况,设DP3的延长线交y轴于点N,可证△EDN∽△HDB,求出直线DN的解析式,就可以求抛物线与直线DN的交点.

点评:本题是二次函数与圆以及相似三角形相结合的题目,难度较大,利用数形结合有利于对题目的理解.
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