题目内容
【题目】抛物线y=ax2+bx+3经过点A,B,C,已知A(-1,0),B(3,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,P为线段BC上一点,过点P作y轴的平行线,交抛物线于点D,当△BDC的面积最大时,求点P的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,延长DP交x轴于点F,M(m,0)是x轴上一动点,N 是线段DF上一点,当△BDC的面积最大时,若∠MNC=90°,请直接写出实数m的取值范围.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=-x2+2 x+3;
(2)点P的坐标(, );
(3)实数m的取值范围是0≤m≤
【解析】解:(1)由题意得: ,解得: ,
∴抛物线解析式为y=-x2+2 x+3.
(2)在y=-x2+2 x+3中,当x=0,y=3,即C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+b',则 解得
∴直线BC的解析式为y=-x+3.
设P(x,3-x),则D(x,-x2+2 x+3)
∴S△BDC =S△PDC +S△PDB=PD·x+PD·(3-x)
= PD×3=(-x2+3 x)
=(x)2+.
∴当x=时,△BDC的面积最大,
此时P(, )
(3)0≤m≤
提示:将x=代入y=-x2+2 x+3,得
y=,∴点D的坐标为(, ),
过C点作CG⊥DF,则CG=.
点N在DG上时,点N与点D重合时,
点M的横坐标最大.
∵∠ MNC=90°,∴,
∵C(0,3),D(, ),M(m,0),
∴ ,
解得m=.即点M的坐标为(,0),即m的最大值为;
点N在线段GF上时,设GN=x,则NF=3-x,易证:Rt△NCG∽Rt△MNF,
∴,即,整理得,
MF==,∴当x=时(N与P重合),MF有最大值,
此时,M与O重合,∴M的坐标为(0,0),∴m的最小值为0,
故实数m的取值范围为0≤m≤.