如图,在平面直角坐标系中,将直线y=kx沿y轴向下平移3个单位长度后恰好经过B(-3,0)及y轴上的C点.若抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),且经过点C,其对称轴与直线BC交于点E,与x轴交于点F.
(1)求直线BC及抛物线的解析式;
(2)设抛物线的顶点为D,点P在抛物线的对称轴上,若∠APD=∠ACB,求点P的坐标;
(3)在抛物线上是否存在点M,使得直线CM把四边形EFOC分成面积相等的两部分?若存在,请求出直线CM的解析式;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵y=kx沿y轴向下平移3个单位长度后经过y轴上的点C,
∴此时直线的解析式为y=kx-3,令x=0,则y=-3,
∴C(0,-3),
设直线BC的解析式为y=kx-3.
∵B(-3,0)在直线BC上,
∴-3k-3=0解得k=-1.
∴直线BC的解析式为y=-x-3.
∵抛物线y=-x2+bx+c过点B,C,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2-4x-3;
(2)由y=-x2-4x-3.可得D(-2,1),A(-1,0).
∴OB=3,OC=3,OA=1,AB=2,
可得△OBC是等腰直角三角形.
∴∠OBC=45°,CB=3.
设抛物线对称轴与x轴交于点F,
∴AF=AB=1.
过点A作AE⊥BC于点E.
∴∠AEB=90°.
可得BE=AE=,CE=2,
在△AEC与△AFP中,∠AEC=∠AFP=90°,∠ACE=∠APF,
∴△AEC∽△AFP.
∴=,=,解得,PF=2,
∵点P在抛物线的对称轴上,
∴点P的坐标为(-2,-2),(-2,2)(不合题意舍去).
(3)存在.
∵D(-2,1),C(0,-3),直线BC的解析式为y=-x-3,
∴F(-2,0),E(-2,-1),
∴S梯形EFOC=(EF+OC)?OF=×(1+3)×2=4,
∵当直线CM过点F时,S△OCF=OC?OF=×3×2=3>S梯形EFOC=2,
∴直线必过线段OF,设直线CM与线段OF相较于点G(x,0),则S△OCG=OC?OG=×3×
(-x)=2,解得x=-,
∴G(-,0),
设直线CM的解析式为y=kx+b(k≠0),
∵C(0,-3),G(-,0)在直线CM上,
∴,解得,
∴直线cm的解析式为y=-x-3,
∴,解得或.
∴直线CM的解析式为y=-x-3.
解析分析:(1)先根据y=kx沿y轴向下平移3个单位长度后经过y轴上的点C求出C点的坐标,再用待定系数法求出直线BC的解析式,再根据抛物线y=-x2+bx+c过点B,C,把B、C两点的坐标代入所设函数解析式即可求出此解析式;
(2)根据(1)中二次函数的解析式可求出A、D两点的坐标,判断出△OBC是等腰直角三角形,利用锐角三角函数的定义可求出∠OBC的度数,过点A作AE⊥BC于点E,利用勾股定理可求出BE、AE及CE的长,再根据相似三角形的判定定理可得出△AEC∽△AFP,根据相似三角形的对应边成比例可求出PF的长,再点P在抛物线的对称轴上即可求出点P的坐标;
(3)先根据梯形的面积公式求出四边形EFOC的面积,再假设直线过点F,求出△OCF的面积与四边形EFOC的面积的一半相比较可知,直线必过线段OF,再假设直线CM与线段OF相较于点G(x,0),再根据三角形的面积公式求出x的值,利用待定系数法求出直线CG的解析式,再求出此直线与抛物线的交点即可.
点评:本题考查的是二次函数综合题,涉及到二次函数与一次函数的交点问题、梯形及三角形的面积等相关知识,难度较大.