题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A,B两点,交y轴于点C,直线y=x﹣3经过B,C两点.

(1)求抛物线的解析式;

(2)点P是第四象限内抛物线上的动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点M,连接AC,过点M作MN⊥AC于点N,设点P的横坐标为t.

①求线段MN的长d与t之间的函数关系式(不要求写出自变量t的取值范围);

②点Q是平面内一点,是否存在一点P,使以B,C,P,Q为顶点的四边形为矩形?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)①;②存在,t=1或.

【解析】

(1)首先求出点B、C的坐标,然后利用待定系数法求出抛物线的解析式;

(2)①根据S△ABC=S△AMC+S△AMB,由三角形面积公式可求y与m之间的函数关系式;

②把抛物线的解析式化成顶点式,求得顶点坐标,过点C作CE⊥PD于点E,分两种情况讨论:如图1,当BC为矩形的边时,根据矩形的性质得到P(t,﹣3﹣t),代入抛物线的解析式,求得t=1;如图2,当BC为矩形的对角线时,证得△CPE∽△PBD,得出CEBD=PEPD,由CE=t,BD=3﹣t,PD=﹣t2+2t+3=﹣(t+1)(t﹣3).PE=PD﹣DE=﹣t2+2t﹣3=﹣t2+2t=﹣t(t﹣2),列出t(3﹣t)=t(t﹣2)(t+1)(t﹣3),解得即可.

(1)由直线y=x﹣3过B,C两点,得B(3,0),C(0,﹣3),

将点B(3,0),C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c中,

得

解得

故抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;

(2)①对于y=x2﹣2x﹣3,

当y=0时,x2﹣2x﹣3=0,

解得x1=﹣1,x2=3,

∴A(﹣1,0)

∴OA=1,

∵OB=OC=3,

∴∠OBC=∠BCO=45°,AC=,AB=4.

连接AM.

∵PD⊥x轴于点D,

∴∠DMB=∠GBM=45°.

又∵点P的横坐标为t,

∴DM=DB=3﹣t.

∵S△ABC=S△AMC+S△AMB,

∴

即

∴

②存在,t=1或,

∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,

∴抛物线的顶点坐标为(1,﹣4),

过点C作CE⊥PD于点E.

如图(1),当BC为矩形的边时,

由∠BCP=90°,∠BCE=45°,可得∠EPC=∠ECP=45°,

∴PE=CE=t,

∴P(t,﹣3﹣t).

将P(t,﹣3﹣t)代入y=x2﹣2x﹣3,

得﹣3﹣t=t2﹣2t﹣3,

解得t1=0(不合题意,舍去),t2=1.

如图(2),当BC为矩形的对角线时,

∵∠PCE+∠CPE=90°,∠CPE+∠BPD=90°,

∴∠PCE=∠BPD,

∴△CPE∽△PBD,

∴,即CEBD=PEPD.

∵点P的横坐标为t.

∴CE=t,BD=3﹣t,PD=﹣t2+2t+3=﹣(t+1)(t﹣3).PE=PD﹣DE=﹣t2+2t﹣3=﹣t2+2t=﹣t(t﹣2),

故t(3﹣t)=t(t﹣2)(t+1)(t﹣3),

整理,得t2﹣t﹣1=0,

解得(不合题意,舍去).

综上可知,t的值为1或.

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