题目内容
【题目】如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A(-1,0),与y轴交于C(0,-2);直线经过点A且与抛物线交于另一点B.
(1)直接写出抛物线的解析式 ;
(2)如图(1),点M是抛物线上A,B两点间的任一动点,MN⊥AB于点N,试求出MN的最大值 ,并求出MN最大时点M的坐标;
(3)如图(2),连接AC,已知点P的坐标为(2,1),点Q为对称轴左侧的抛物线上的一动点,过点Q作QF⊥x轴于点F,是否存在这样的点Q,使得∠FQP=∠CAO.若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2-x-2 ;(2);M(,);(3)存在;(,)或(,)
【解析】
(1)把A,C两点坐标代入y=x2+bx+c求出b,c的值即可;
(2)过点M作ME⊥x轴于点D,交AB于点E,设M(m,m2-m-2),则E(m,m+),可求出ME=-m2+m+,证明△AED∽△MEN得MN=-m2+m+,利用二次函数的性质可得结论;
(3)点Q有两个位置,使得∠FQP=∠CAO,分别求出此时PQ的解析式,与抛物线方程联立方程组,求出方程组的解即为Q点的坐标.
解:(1)将A(-1,0),C(0,-2)代入解析中得
,解得
∴抛物线的解析式为y=x2-x-2,
(2)如图,过点M作ME⊥x轴于点D,交AB于点E.
设M(m,m2-m-2) (-1≤m≤),
则E(m,m+),
ME=(m+)-(m2-m-2)=-m2+m+.
在△AED与△MEN中,∠AED=∠MEN,∠ADE=∠MNE,
∴△AED∽△MEN,
∴,
∴MN=ME=(-m2+m+)=-m2+m+ (-1≤m≤),
∴当时,MN最大,为,
此时M(,).
(3)存在,
由题易知,抛物线的对称轴为直线,
过点P作PG⊥y轴于点G,连接OP,
容易发现OG=OA=1,PG=OC=2,∠PGO=∠COA=90°,
∴△PGO≌△COA,
∴∠POG=∠CAO,
延长PO交抛物线于点Q1,过Q1作Q1F1⊥x轴于点F1,
此时∠F1Q1P=∠POG=∠CAO.
易知直线OP的解析式为,
令,
解得,(舍去),
∴.
同理,在y轴上找一点O′,使O′G=OG=1,
容易证明△PGO′≌△COA,
∴∠PO′G=∠CAO,
延长PO′交抛物线于点Q2,
过点Q2作Q2F2⊥x轴于点F2,
此时,∠F2Q2P=∠PO′G=∠CAO.
易知直线O′P的解析式为,
令,
解得,(舍去),
∴.
∴点Q的坐标为(,)或(,).