如图,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C. (1)求此抛物线的解析式;
(2)若点P是直线BC下方的抛物线上一动点(不点B,C重合),过点P作y轴的平行线交直线BC于点D,设点P的横坐标为m. ①用含m的代数式表示线段PD的长.
②连接PB,PC,求△PBC的面积最大时点P的坐标.
(3)设抛物线的对称轴与BC交于点E,点M是抛物线的对称轴上一点,N为y轴上一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形?如果存在,请直接写出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)经过点A(1,0)和点B(3,0),与y轴交于点C,
𝑎+𝑏+3=0𝑎=1∴{,解得{,
𝑏=−49𝑎+3𝑏+3=0∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3; (2)如图:
①设P(m,m2﹣4m+3),
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将点B(3,0)、C(0,3)代入得直线BC解析式为yBC=﹣x+3. ∵过点P作y轴的平行线交直线BC于点D, ∴D(m,﹣m+3),
∴PD=(﹣m+3)﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+3m. 答:用含m的代数式表示线段PD的长为﹣m2+3m. ②S△PBC=S△CPD+S△BPD =2OB•PD=−2m2+2m =−(m−)2+
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2323227. 81
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∴当m=时,S有最大值. 当m=时,m2﹣4m+3=−. ∴P(,−).
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43234答:△PBC的面积最大时点P的坐标为(,−).
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3
4(3)存在这样的点M和点N,使得以点C、E、M、N为顶点的四边形是菱形. 根据题意,点E(2,1), ∴EF=CF=2, ∴EC=2√2,
根据菱形的四条边相等, ∴ME=EC=2√2,
∴M(2,1﹣2√2)或(2,1+2√2) 当EM=EF=2时,M(2,3)
答:点M的坐标为M1(2,3),M2(2,1﹣2√2),M3(2,1+2√2).
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