题目内容
【题目】如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(﹣1,0),C(2,3)两点,与y轴交于点N,其顶点为D.
(1)求抛物线及直线AC的函数关系式;
(2)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,设点P的横坐标为t;
①当S△ACP=S△ACN时,求点P的坐标;
②是否存在点P,使得△ACP是以AC为斜边的直角三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若抛物线的对称轴与直线AC相交于点B,E为直线AC上的任意一点,过点E作EF∥BD交抛物线于点F,以B,D,E,F为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,请直接写出点E的坐标;若不能,请说明理由.
【答案】(1)抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3,直线AC解析式为y=x+1;(2)①P(1,4),②P(,);(3)点E的坐标为:(0,1)或(,)或(,)
【解析】
(1)设直线AC的解析式为y=mx+n,根据二次函数和一次函数图象上点的坐标特征,利用待定系数法求出b、c,m、n的值,即可得答案;(2)①根据二次函数解析式可得N点坐标,过点N作NP//AC,根据平行线间的距离相等可得S△ACP=S△CAN,设直线NP的解析式为y=kx+a,由NP//AC可得k=1,把N点坐标代入可得a=3,可得直线NP的解析式,联立直线NP与二次函数解析式即可得P点坐标;②过P作PS⊥x轴于S,过C作CK⊥PS于K,则∠CKP=∠PSA=90°,根据点A、C、P、的坐标可用t表示出CK、PK、PS和AS的长,根据直角三角形两锐角的互余关系可得∠APS=∠PCK,即可证明△APS∽△PCK,根据相似三角形的性质列方程求出t值即可;(3)把二次函数解析式配方,可得顶点D的坐标,可求出BD的长,设点E(m,m+1),可用m表示点F的坐标,即可表示出EF的长,根据平行四边形的性质可得EF=BD,列方程求出m的值即可得答案.
(1)将A(﹣1,0),C(2,3)代入y=﹣x2+bx+c中,得,
解得:,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3,
设直线AC解析式为y=mx+n,
∵点A(-1,0)、C(2,3)在直线AC上,
∴,
解得:,
∴直线AC解析式为y=x+1.
(2)①在y=﹣x2+2x+3中,令x=0,得y=3,
∴N(0,3),
∵点P的横坐标为t,点P在抛物线y=-x2+2x+3图象上,
∴P(t,﹣t2+2t+3),
如图,过点P作PH//AC,
∵平行线间的距离相等,
∴S△ACP=S△CAN,
设直线NP的解析式为y=kx+a,
∴k=1,
把N(0,3)代入得a=3,
∴直线NP的解析式为y=x+3,
联立直线NP与抛物线解析式得,
解得:或(舍去),
∴P(1,4).
②如图2,过P作PS⊥x轴于S,过C作CK⊥PS于K,则∠CKP=∠PSA=90°,
∵P(t,﹣t2+2t+3),A(﹣1,0),C(2,3),
∴CK=2﹣t,PK=﹣t2+2t,PS=﹣t2+2t+3,AS=t﹣(﹣1)=t+1,
∵△ACP是以AC为斜边的直角三角形,
∴∠APS+∠CPK=∠APC=90°,
∵∠PCK+∠CPK=90°,
∴∠APS=∠PCK,
∴△APS∽△PCK,
∴=,即=,
解得:t=,
∵P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,
∴﹣1<t<2,
∵>2,
∴t=,
∴﹣t2+2t+3=,
∴P(,).
(3)∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点D(1,4),
∴B(1,2),BD=2,
∵点E在直线AC上,AC解析式为y=x+1,
∴设点E(m,m+1),
∵B,D,E,F为顶点的四边形为平行四边形,
∴EF=BD,
∵EF//BD,BD为抛物线对称轴,
∴F(m,﹣m2+2m+3),EF=,
∴m2-m-2=±2,解得:m1=0,m2=1(舍去),m3=,m4=,
∴,以B,D,E,F为顶点的四边形能为平行四边形,点E的坐标为:(0,1)或(,)或(,).