题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于点C,直线y=kx+n(k≠0)经过B,C两点,已知A(1,0),C(0,3),且BC=5.![]()
(1)分别求直线BC和抛物线的解析式(关系式);
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得以B,C,P三点为顶点的三角形是直角三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)解:∵C(0,3),即OC=3,BC=5,
∴在Rt△BOC中,根据勾股定理得:OB=
=4,即B(4,0),
把B与C坐标代入y=kx+n中,得:
,
解得:k=﹣
,n=3,
∴直线BC解析式为y=﹣
x+3;
由A(1,0),B(4,0),设抛物线解析式为y=a(x﹣1)(x﹣4)=ax2﹣5ax+4a,
把C(0,3)代入得:a=
,
则抛物线解析式为y=
x2﹣
x+3
(2)解:存在.
如图所示,分两种情况考虑:
![]()
∵抛物线解析式为y=
x2﹣
x+3,
∴其对称轴x=﹣
=﹣
=
.
当P1C⊥CB时,△P1BC为直角三角形,
∵直线BC的斜率为﹣
,
∴直线P1C斜率为
,
∴直线P1C解析式为y﹣3=
x,即y=
x+3,
与抛物线对称轴方程联立得
,
解得:
,
此时P(
,
);
当P2B⊥BC时,△BCP2为直角三角形,
同理得到直线P2B的斜率为
,
∴直线P2B方程为y=
(x﹣4)=
x﹣
,
与抛物线对称轴方程联立得:
,
解得:
,
此时P2(
,﹣2).
综上所示,P1(
,
)或P2(
,﹣2).
当点P为直角顶点时,设P(
,y),
∵B(4,0),C(0,3),
∴BC=5,
∴BC2=PC2+PB2,即25=(
)2+(y﹣3)2+(
﹣4)2+y2,解得y=
,
∴P3(
,
),P4(
,
).
综上所述,P1(
,
),P2(
,﹣2),P3(
,
),P4(
,
).
【解析】(1)利用勾股定理求出B坐标,再把A、C坐标代入解析式即可;(2)“以B,C,P三点为顶点的三角形是直角三角形”须分类讨论:点P为直角顶点;点C为直角顶点;点B为直角顶点;分别过C、B作垂线与对称轴相交,当P为直角顶点时,可利用勾股定理列方程.