题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2-2x+c的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点A、B的坐标分别为(-1,0),(3,0),点D为抛物线的顶点,抛物线的对称轴与直线BC相交于点E.

(1)求抛物线的解析式和点C的坐标;

(2)点P是直线BC下方的抛物线上一动点,当△PBC的面积最大时,请求出P点的坐标和△PBC的最大面积;

(3)点Q是线段BD上的一动点,将△DEQ沿边EQ翻折得到△,是否存在点Q使得△与△BEQ的重叠部分图形为直角三角形?若存在,请直接写出BQ的长,若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=x2-2x-3,C(0,-3); (2)△PBC的最大面积为, P;(3)或或.

【解析】

(1)将点A(-1,0)、B(3,0)代入抛物线解析式可求出a,c的值,得到抛物线的解析式,令x=0可求出c的坐标;

(2)直线BC解析式为:y=x-3,设与直线BC平行且在BC下方的一条直线l解析式为y=x+b,当直线l与抛物线只有一个交点时,△PBC的面积最大,联立解析式,求出当时x的值,即为P点横坐标,再根据分割面积法求出此时;

(3)根据(1)中解析式可得:D(1,-4),直线x=1交x轴于F,BD=,然后分情况讨论,分别求出BQ的长即可.

解:(1)将点A(-1,0)、B(3,0)代入抛物线解析式y=ax2-2x+c可得:

,解得:,

∴抛物线的解析式为y=x2-2x-3,

当x=0时,y=-3,所以C的坐标为C(0,-3);

(2)∵B(3,0),C(0,-3),可得直线BC解析式为:y=x-3,

设与直线BC平行且在BC下方的一条直线l解析式为y=x+b,当直线l与抛物线只有一个交点时,△PBC的面积最大,

联立解析式,

可得,

整理得:,

∴,解得:b=,

即,解得:x=,将x=代入抛物线解析式可得,

所以P,

如图1,过点P作PM⊥y轴于M,∴M(0,),

∴

∴△PBC的最大面积为

(3)根据(1)中解析式可得:D(1,-4),直线x=1交x轴于F,BD=,

分类讨论:

①如图3,EQ⊥DB于Q,△DEQ沿边EQ翻折得到△D’EQ,

∵∠EDQ=∠BDF,

∴Rt△DEQ∽Rt△DBF,

∴,即,

解得DQ=,

∴BQ=BDDQ=

②如图4, ED′⊥BD于H,

∵∠EDH=∠BDF,

∴Rt△DEH∽Rt△DBF,

∴,即,

解得DH=,EH=,

在Rt△QHD′中,设QH=x,D′Q=DQ=DHHQ=

,D′H=D′EEH=DEEH=2,

∴,解得x=1,

∴BQ=BDDQ=BD(DHHQ)=BDDH+HQ=,;

③如图5,D′Q⊥BC于G,作EI⊥BD于I,易得EI=,BI=,

∵△DEQ沿边EQ翻折得到△D′EQ,

∴∠EQD=∠EQD′,

∴EG=EI=,

∵BE=,

∴BG=BEEG=

∵∠GBQ=∠IBE,

∴△BQG∽△BEI,

∴,即

∴BQ=

综上所述,当BQ为或或时,将△DEQ沿边EQ翻折得到△D′EQ,使得△D′EQ与△BEQ的重叠部分图形为直角三角形.

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