题目内容

【题目】如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点(A在B点左侧),与y轴交于点C,对称轴为直线x=,OA=2,OD平分∠BOC交抛物线于点D(点D在第一象限);

(1)求抛物线的解析式和点D的坐标;

(2)点M是抛物线上的动点,在x轴上存在一点N,使得A、D、M、N四个点为顶点的四边形是平行四边形,求出点M的坐标;

(3)在抛物线的对称轴上,是否存在一点P,使得△BPD的周长最小?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=﹣x2+x+3,(2,2);(2)(﹣1,2)或(,﹣2)或(,﹣2);(3)存在,( , ).

【解析】(1)由于A、B关于抛物线的对称轴对称,根据对称轴方程求出B点的坐标,然后将它们代入抛物线的解析式可求出待定系数的值;OD平分∠BOC,那么直线OD的解析式为y=x,联立抛物线的解析式即可求出D点的坐标;

(2)分两种情况讨论:①以AD为对角线的平行四边形AMDN,此时MD∥x轴,则M、D的纵坐标相同,由此可求得M点的坐标;②以AD为边的平行四边形ADNM,由于平行四边形是中心对称图形,可求得△ADM≌△ADN,即M、N纵坐标的绝对值相等,可据此求出M点的坐标;

(3)由于BD的长为定值,若△BPD的周长最短,那么PB+PD应该最短,由于A、B关于抛物线的对称轴对称,连接AD,直线AD与对称轴的交点即为所求的P点,可用待定系数法求出直线AD的解析式,联立抛物线对称轴方程即可得到P点坐标.

解:(1)∵OA=2,

∴A(﹣2,0).

∵A与B关于直线x=对称,

∴B(3,0),

∵A、B,两点在抛物线y=﹣x2+bx+c上,

∴,

解得;

∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+3.

过D作DE⊥x轴于E.

∵∠BOC=90°,OD平分∠BOC,

∴∠DOB=45°,∠ODE=45°,

∴DE=OE,即xD=yD,

∴x=﹣x2+x+3,

解得x1=2,x2=﹣3(舍去),

∴D(2,2);

(2)分两种情况讨论:

①当AD为平行四边形AMDN的对角线时,

∵MD∥AN,即MD∥x轴,

∴yM=yD,

∴M与D关于直线x=对称,

∴M(﹣1,2);

②当AD为平行四边形ADNM的边时,

∵平行四边形ADNM是中心对称图形,△AND≌△ANM,

∴|yM|=|yD|,即yM=﹣yD=﹣2,

∴令﹣x2+x+3=﹣2,即x2﹣x﹣10=0;

解得x=,

∴M(,﹣2)或M(,﹣2).

综上所述:满足条件的M点有3个,即M(﹣1,2)或M(,﹣2)或M(,﹣2);

(3)∵BD为定值,

∴要使△BPD的周长最小,只需PD+PB最小.

∵A与B关于直线x=对称,

∴PB=PA,只需PD+PA最小.

连接AD,交对称轴于点P,此时PD+PA最小.

由A(﹣2,0),D(2,2)可得直线AD:y=x+1,

令x=,得y=,

∴存在点P(, ),使△BPD的周长最小.

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