题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,直线y=kx+n(k≠0)经过B,C两点,已知A(1,0),C(0,3),且BC=5.
(1)分别求直线BC和抛物线的解析式(关系式);
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以B,C,P三点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)解:∵C(0,3),即OC=3,BC=5,
∴在Rt△BOC中,根据勾股定理得:OB= =4,即B(4,0),
把B与C坐标代入y=kx+n中,得: ,
解得:k=﹣ ,n=3,
∴直线BC解析式为y=﹣ x+3;
由A(1,0),B(4,0),设抛物线解析式为y=a(x﹣1)(x﹣4)=ax2﹣5ax+4a,
把C(0,3)代入得:a= ,
则抛物线解析式为y= x2﹣ x+3
(2)解:存在.
如图所示,分两种情况考虑:
∵抛物线解析式为y= x2﹣ x+3,
∴其对称轴x=﹣ =﹣ = .
当P1C⊥CB时,△P1BC为直角三角形,
∵直线BC的斜率为﹣ ,
∴直线P1C斜率为 ,
∴直线P1C解析式为y﹣3= x,即y= x+3,
与抛物线对称轴方程联立得 ,
解得: ,
此时P( , );
当P2B⊥BC时,△BCP2为直角三角形,
同理得到直线P2B的斜率为 ,
∴直线P2B方程为y= (x﹣4)= x﹣ ,
与抛物线对称轴方程联立得: ,
解得: ,
此时P2( ,﹣2).
综上所示,P1( , )或P2( ,﹣2).
当点P为直角顶点时,设P( ,y),
∵B(4,0),C(0,3),
∴BC=5,
∴BC2=PC2+PB2,即25=( )2+(y﹣3)2+( ﹣4)2+y2,解得y= ,
∴P3( , ),P4( , ).
综上所述,P1( , ),P2( ,﹣2),P3( , ),P4( , ).
【解析】(1)利用勾股定理求出B坐标,再把A、C坐标代入解析式即可;(2)“以B,C,P三点为顶点的三角形是直角三角形”须分类讨论:点P为直角顶点;点C为直角顶点;点B为直角顶点;分别过C、B作垂线与对称轴相交,当P为直角顶点时,可利用勾股定理列方程.