题目内容

如图,在直角坐标系中,已知点A(
3
,0),B(-
3
,0),以点A为圆心,AB为半径的圆与x轴相交于点B,C,与y轴相交于点D,E.
(1)若抛物线y=
1
3
x2+bx+c经过C,D两点,求抛物线的解析式,并判断点B是否在该抛物线上;
(2)在(1)中的抛物线的对称轴上求一点P,使得△PBD的周长最小;
(3)设Q为(1)中的抛物线的对称轴上的一点,在抛物线上是否存在这样的点M,使得四边形BCQM是平行四边形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.
(1)∵OA=
3
,AB=AC=2
3
,
∴B(-
3
,0),C(3
3
,0),连接AD,
在Rt△AOD中,AD=2
3
,OA=
3
,
∴OD=
AD2-OA2
=3,
∴D的坐标为(0,-3),(3分)
又∵D,C两点在抛物线上,
∴
c=-3
1
3
•(3
3
)2+3
3
b+c=0
,
解得
b=-
2
3
3
c=-3
,
∴抛物线的解析式为:y=
1
3
x2-
2
3
3
x-3,(5分)
当x=-
3
时,y=0,
∴点B(-
3
,0)在抛物线上,(6分)

(2)∵y=
1
3
x2-
2
3
3
x-3,
=
1
3
(x-
3
)2-4,
∴抛物线y=
1
3
x2-
2
3
3
x-3的对称轴方程为x=
3
,(7分)
在抛物线的对称轴上存在点P,使△PBD的周长最小.
∵BD的长为定值∴要使△PBD周长最小只需PB+PD最小.
连接DC,则DC与对称轴的交点即为使△PBD周长最小的点.
设直线DC的解析式为y=mx+n.
由
n=-3
3
3
m+n=0
,
得
m=
3
3
n=-3
,
∴直线DC的解析式为y=
3
3
x-3.
由
y=
3
3
x-3
x=
3
,
得
x=
3
y=-2
,
故点P的坐标为(
3
,-2)
.(9分)

(3)存在,设Q(
3
,t)为抛物线对称轴x=
3
上一点,
M在抛物线上要使四边形BCQM为平行四边形,
则BC∥QM且BC=QM,点M在对称轴的左侧.
于是,过点Q作直线L∥BC与抛物线交于点M(xm,t),
由BC=QM得QM=4
3
,
从而xm=-3
3
,t=12,
另外:M在抛物线的顶点上也可以构造平行四边形!
故在抛物线上存在点M(-3
3
,12)或(5
3
,12)或(
3
,-4),使得四边形BCQM为平行四边形.(12分)
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