Question

【題目】如圖，已知拋物線y=﹣x2+2x+3與x軸交于A，B兩點(diǎn)（點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊），與y軸交于點(diǎn)C，連接BC．

（1）求A，B，C三點(diǎn)的坐標(biāo)；

（2）若點(diǎn)P為線段BC上一點(diǎn)（不與B，C重合），PM∥y軸，且PM交拋物線于點(diǎn)M，交x軸于點(diǎn)N，當(dāng)△BCM的面積最大時(shí)，求△BPN的周長(zhǎng)；

（3）在（2）的條件下，當(dāng)△BCM的面積最大時(shí)，在拋物線的對(duì)稱軸上存在一點(diǎn)Q，使得△CNQ為直角三角形，求點(diǎn)Q的坐標(biāo)．

Answer 1

【答案】（1）A（﹣1，0），B（3，0），C（0，3）；（2）3+；（3）Q1（1， ），Q2（1， ），Q3（1，﹣），Q4（1， ）．

【解析】試題分析：（1）依據(jù)拋物線的解析式直接求得C的坐標(biāo)，令y=0解方程即可求得A、B點(diǎn)的坐標(biāo)；

（2）求出△BCM面積的表達(dá)式，這是一個(gè)二次函數(shù)，求出其取最大值的條件；然后利用勾股定理求出△BPN的周長(zhǎng)；

（3）如解答圖，△CNQ為直角三角形，分三種情況：①點(diǎn)Q為直角頂點(diǎn)；②點(diǎn)N為直角頂點(diǎn)；③點(diǎn)C為直角頂點(diǎn)進(jìn)行解答．

試題解析：（1）由拋物線的解析式y=﹣x2+2x+3，

∴C（0，3），

令y=0，﹣x2+2x+3=0，解得x=3或x=﹣1；

∴A（﹣1，0），B（3，0）．

（2）設(shè)直線BC的解析式為：y=kx+b，則有：

，解得，

∴直線BC的解析式為：y=﹣x+3．

設(shè)P（x，﹣x+3），則M（x，﹣x2+2x+3），

∴PM=（﹣x2+2x+3）﹣（﹣x+3）=﹣x2+3x．

∴S△BCM=S△PMC+S△PMB=PM（xP﹣xC）+PM（xB﹣xP）=PM（xB﹣xC）=PM．

∴S△BCM=（﹣x2+3x）=﹣（x﹣）2+．

∴當(dāng)x=時(shí)，△BCM的面積最大．

此時(shí)P， ），∴PN=ON=，

∴BN=OB﹣ON=3﹣=．

在Rt△BPN中，由勾股定理得：PB=．

C△BCN=BN+PN+PB=3+．

∴當(dāng)△BCM的面積最大時(shí)，△BPN的周長(zhǎng)為3+．

（3）∵y=﹣x2+2x+3=﹣（x﹣1）2+4

∴拋物線的對(duì)稱軸為直線x=1．

在Rt△CNO中，OC=3，ON=，由勾股定理得：CN=．

設(shè)點(diǎn)D為CN中點(diǎn)，則D（， ），CD=ND=．

如解答圖，△CNQ為直角三角形，

①若點(diǎn)Q為直角頂點(diǎn)．

作Rt△CNO的外接圓⊙D，與對(duì)稱軸交于Q1、Q2兩點(diǎn)，由圓周角定理可知，Q1、Q2兩點(diǎn)符合題意．

連接Q1D，則Q1D=CD=ND=．

過(guò)點(diǎn)D（， ）作對(duì)稱軸的垂線，垂足為E，

則E（1， ），Q1E=Q2E，DE=1﹣=．

在Rt△Q1DE中，由勾股定理得：

Q1E==．

∴Q1（1， ），Q2（1， ）；

②若點(diǎn)N為直角頂點(diǎn)．

過(guò)點(diǎn)N作NF⊥CN，交對(duì)稱軸于點(diǎn)Q3，交y軸于點(diǎn)F．

易證Rt△NFO∽Rt△CNO，則，即，解得OF=．

∴F（0，﹣），又∵N（，0），

∴可求得直線FN的解析式為：y=x﹣．

當(dāng)x=1時(shí)，y=﹣，

∴Q3（1，﹣ ）；

③當(dāng)點(diǎn)C為直角頂點(diǎn)時(shí)．

過(guò)點(diǎn)C作Q4C⊥CN，交對(duì)稱軸于點(diǎn)Q4．

∵Q4C∥FN，∴可設(shè)直線Q4C的解析式為：y=x+b，

∵點(diǎn)C（0，3）在該直線上，∴b=3．

∴直線Q4C的解析式為：y=x+3，

當(dāng)x=1時(shí)，y=，

∴Q4（1， ）．

綜上所述，滿足條件的點(diǎn)Q有4個(gè)，

其坐標(biāo)分別為：Q1（1， ），Q2（1， ），Q3（1，﹣），Q4（1， ）．