题目内容

【题目】如图,抛物线y=-x 2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,已知经过B、C两点的直线的表达式为y=-x+3.

(1)求抛物线的函数表达式;

(2)点P(m,0)是线段OB上的一个动点,过点P作y轴的平行线,交直线BC于D,交抛物线于E,EF∥x轴,交直线BC于F,DG∥x轴,FG∥y轴,DG与FG交于点G.设四边形DEFG的面积为S,当m为何值时S最大,最大值是多少?

(3)在坐标平面内是否存在点Q,将△OAC绕点Q逆时针旋转90°,使得旋转后的三角形恰好有两个顶点落在抛物线上.若存在,求出所有符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=-x 2+2x+3 (2)当m= 时,S有最大值 (3)存在符合条件的点Q,点Q的坐标为( , )或( , )

【解析】试题分析:(1)先求出直线与x轴和y轴的交点坐标,再代入抛物线解析式中,即可求得抛物线的解析式;

(2)由P坐标可表示D、E点坐标,进而表示出DE长,由二次函数的最值可求得当DE去最大值时m的值,由于四边形DEFG为正方形,所以面积为DE 2,即可求得S的最大值;

(3)分两种情况讨论:①当点A′、C′ 落在抛物线上时;②当点O′、C′ 落在抛物线上时,

即可求得点Q的坐标.

试题解析:(1)在y=-x+3中,令y=0,得x=3;令x=0,得y=3,

∴B(3,0),C(0,3)

∵抛物线y=-x 2+bx+c经过B、C两点

∴

解得

∴抛物线的函数表达式为y=-x 2+2x+3;

(2)∵P(m,0),PD∥y轴交直线BC于D,交抛物线于E

∴D(m,-m+3),E(m,-m 2+2m+3)

∴DE=-m 2+2m+3-( -m+3 )=-m 2+3m=-( m- )2+

∴当m= 时,DE有最大值 ,

由题意可知四边形DEFG为矩形

∵OB=OC=3,

∴∠DBP=∠BDP=∠EDF=∠EFD=45°

∴DE=EF∴四边形DEFG为正方形

∴S=DE 2

∴当m= 时,S有最大值 ;

(3)如图所示,有两种情况:

①当点A′、C′ 落在抛物线上时

由O′A′=OA=1,O′C′=OC=3

设A′(a,-a 2+2a+3),则C′(a-3,-a 2+2a+4)

∴-a 2+2a+4=-( a-3 )2+2( a-3 )+3

解得a=,∴A′(, )

作QN⊥x轴于N,A′M⊥QN于M,连接QA、QA′

则∠AQA′=90°,可证△QAN≌△A′QM

设Q(x,y),则QM=AN=x+1

A′M=QN=y=x+1+ = -x

解得x=,y=

∴Q1( , )

②当点O′、C′ 落在抛物线上时

则O′、C′ 两点关于抛物线的对称轴对称,易知抛物线的对称轴为直线x=1,

由O′C′=OC=3,可知C′(-, ),

作QN⊥O′C′ 于N,CM⊥QN于M,连接QC、QC′

则∠CQC′=90°,

可证△CQM≌△QC′N,

设Q(x,y),则QM=C′N=x+

CM=QN=y- =x=3-( x+ )-

解得x=,y=

∴Q2( , )

综上所述,存在符合条件的点Q,点Q的坐标为( , )或( , )

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