题目内容
【题目】如图,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点P是直线BC下方的抛物线上一动点(不点B,C重合),过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,设点P的横坐标为m.
①用含m的代数式表示线段PD的长.
②连接PB,PC,求△PBC的面积最大时点P的坐标.
(3)设抛物线的对称轴与BC交于点E,点M是抛物线的对称轴上一点,N为y轴上一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形?如果存在,请直接写出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣4x+3;(2)①﹣m2+3m,②(,﹣);(3)存在,点M的坐标为(2,3),( 2,1﹣2)或(2,1+2)
【解析】
(1)根据已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0)代入即可求解;
(2)①先确定直线BC解析式,根据过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,即可用含m的带上书表示出P和D的坐标进而求解;
②用含m的代数式表示出△PBC的面积,可得S是关于m的二次函数,即可求解;
(3)根据(1)中所得二次函数图象和对称轴先得点E的坐标即可写出点三个位置的点M的坐标.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,
∴,
解得:;
∴抛物线解析式为:y=x2﹣4x+3;
(2)如图:
①设P(m,m2﹣4m+3),
将点B(3,0)、C(0,3)代入得直线BC解析式为yBC=﹣x+3.
∵过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,
∴D(m,﹣m+3),
∴PD=(﹣m+3)﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+3m.
答:用含m的代数式表示线段PD的长为﹣m2+3m.
②S△PBC=S△CPD+S△BPD
=OBPD=﹣m2+m
=﹣(m﹣)2+.
∴当m=时,S有最大值.
当m=时,m2﹣4m+3=﹣.
∴P(,﹣).
答:△PBC的面积最大时点P的坐标为(,﹣).
(3)存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形.
根据题意,点E(2,1),
∴EF=CF=2,
∴EC=,
根据菱形的四条边相等,
∴ME=EC=,
∴M(2,1﹣)或(2,1+)
当EM=EF=2时,M(2,3)
∴点M的坐标为M1(2,3),M2(2,1﹣2),M3(2,1+2).