题目内容

已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过A(3,0),B(4,1)两点,与x轴另一交点为D,与y轴交于点C.
(1)求抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)的函数关系式;
(2)如图,连接AC,在抛物线上是否存在点P,使∠ACD+∠ACP=45°?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)连接AC,E为线段AC上任意一点(不与A、C重合)经过A、E、O三点的圆交直线AB于点F,
①点E在运动过程中四边形OEAF的面积是否发生变化,并说明理由;
②当EF分四边形OEAF的面积为1:2两部分时,求点E的坐标.
(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过A(3,0),B(4,1)两点,
∴
9a+3b+3=0
16a+4b+3=1
,
解得
a=
1
2
b=-
5
2
,
∴抛物线的关系式为y=
1
2
x2-
5
2
x+3;

(2)过点D作DF⊥AC于F,
令y=0,则
1
2
x2-
5
2
x+3=0,
整理得,x2-5x+6=0,
解得x1=2,x2=3,
∴点D坐标为(2,0),AD=1,
令x=0,则y=3,
∴点C坐标为(0,3),
∴OC=OA=3,
∴△OAC是等腰直角三角形,
∴AC=
OA2+OC2
=
32+32
=3
2
,
AF=DF=
2
2
×AD=
2
2
,
∴CF=AC-AF=3
2
-
2
2
=
5
2
2
,
∴
DF
CF
=
2
2
5
2
2
=
1
5
,
∵∠ACD+∠ACP=45°,
∴设G(15,0),
则
OC
OG
=
3
15
=
1
5
,
CG与抛物线的交点为点P,
设直线CG的解析式为y=kx+b,
则
b=3
15k+b=0
,
解得
k=-
1
5
b=3
,
∴y=-
1
5
x+3,
联立
y=-
1
5
x+3
y=
1
2
x
2
-
5
2
x+3
,
解得
x1=
23
5
y1=
52
25
,
x2=0
y2=3
(为点C坐标,舍去),
∴点P坐标为(
23
5
,
52
25
);

(3)①∵A(3,0),B(4,1),
∴直线AB与x轴的夹角为45°,
∴∠OAF=45°,
∴∠OAF=∠OCE=45°,
∵四边形OEAF是圆内接四边形,
∴∠OEC=∠OFA,
在△OCE和△OAF中,
∠OAF=∠OCE=45°
∠OEC=∠OFA
OA=OC=3
,
∴△OCE≌△OAF(AAS),
∴S△OCE=S△OAF,
∴四边形OEAF的面积=△OAC的面积=
1
2
×3×3=
9
2
;

②∵EF分四边形OEAF的面积为1:2两部分,
∴△OEF的面积为:
9
2
×
1
1+2
=
3
2
或
9
2
×
2
1+2
=3,
∵OA=OC,∠AOC=90°,
∴△OEF是等腰直角三角形,
∴OE=OF,
∴
1
2
OE•OF=
1
2
OE2=
3
2
或3,
∴OE2=3或OE2=6,
易求直线AC的解析式为y=-x+3,
设出点E的坐标为(a,-a+3),
则OE2=a2+(-a+3)2=2a2-6a+9,
(i)OE2=3时,2a2-6a+9=3,
整理得,a2-3a+3=0,
△=(-3)2-4×1×3=-3<0,
此时方程无解;
(ii)OE2=6时,2a2-6a+9=6,
整理得,2a2-6a+3=0,
解得a=
6±
12
2×2
=
3±
3
2
,
-a+3=-
3+
3
2
+3=
3-
3
2
,
或-a+3=-
3-
3
2
+3=
3+
3
2
,
∴点E(
3+
3
2
,
3-
3
2
)或(
3-
3
2
,
3+
3
2
).
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