题目内容
【题目】如图1已知抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴相交于A(﹣1,0)、B(3,0),P为抛物线上第四象限上的点.
(1)求该抛物线的函数关系式;
(2)如图1,过点P作PD⊥x轴于点D,PD交BC于点E,当线段PE的长度最大时,求点P的坐标.
(3)如图2,当线段PE的长度最大时,作PF⊥BC于点F,连结DF.在射线PD上有一点Q,满足∠PQB=∠DFB,问在坐标轴上是否存在一点R,使得S△RBE=S△QBE?如果存在,直接写出R点的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)当m=时,PE最大,此时P(,﹣);(3)R的坐标为:(﹣,0)或(,0)或(0,)或(0,﹣).
【解析】
(1)利用待定系数法求出抛物线解析式;
(2)首先求出点C的坐标,再由待定系数法求得直线BC的解析式是y=x﹣3;设P(m,m2﹣2m﹣3).过点P作PD⊥x轴于点D,PD交BC于点E,从而E(m,m﹣3),故PE=(m﹣3)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m=﹣(m)2,从而求得当m时,PE最大,此时P();
(3)首先求得点E的坐标,PE长度,进而得出BD的长度,根据点B、C的坐标判断出△OBC是等腰直角三角形,进而根据勾股定理得到BE的长度,根据对顶角相等推知在直角△PEF中,∠PEF=90°,根据勾股定理得出EF的长度,从而求得BF的长度,然后判断出△QBE∽△FDB,由相似三角形的对应边成比例列出方程,求得QE的长度,根据三角形的面积公式求出S△BQE.当R点在x轴上时,设R(n,0),BR=|3﹣n|,根据S△RBE=S△QBE列出方程求得n的值,得出R点的坐标;当点R在y轴上时,设R(0,z),由S△BER=S△BRC﹣S△REC列出方程求得z的值,再求出R点在y轴上时的坐标,从而得出本题的答案.
(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)分别代入y=ax2+bx﹣3得:,解得:,所以该抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图1,把x=0代入y=x2﹣2x﹣3,得:y=﹣3,∴C(0,﹣3).
设直线BC的解析式为:y=kx+b,将C(0,﹣3)与B(3,0),分别代入得:,解得:,∴直线BC的解析式为y=x﹣3.
设P(m,m2﹣2m﹣3),则E(m,m﹣3),∴PE=(m﹣3)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m=﹣(m)2,故当m时,PE最大,此时P();
(3)如图2,当线段PE的长度最大时,P(),E(),PE,∴D(,0),∴BD.
∵B(3,0),C(0,﹣3),∴OB=OC=3,∴△OBC是等腰直角三角形,∴∠OBC=45°.
在直角△DBE中,∠ABC=45°,BD,∴BE,∠DEB=45°,∴∠PEF=45°.
在直角△PEF中,∠PEF=45°,PE,∴EF,∴BF.
∵∠PQB=∠DFB,∠DBE=∠DEB=45°,∴△QBE∽△FDB,∴,即,∴QE.
∵S△BQEQEDB.
当点R在x轴上时,设R(n,0),BR=|3﹣n|,∴S△RBEBRDE,即|3﹣n|,则|3﹣n|,解得:n1,n2,∴R(,0)或(,0)
当R在y轴上时,设R(0,z),由S△BER=S△BRC﹣S△REC得到:3×|z+3||z+3|
解得:z1,z2,∴R(0,)或(0,).
综上所述:符合条件的点R的坐标为:(,0)或(,0)或(0,)或(0,).