Question

【題目】如圖，在平面直角坐標系xoy中,拋物線與軸交于點A（-3，0），C（1，0），與軸交于點B.

（1）求此拋物線的解析式；

（2）點P是直線AB上方的拋物線上一動點（不與點A,B重合），過點P作軸的垂線，垂足交點為F，交直線AB于點E，作于點D.

①點P在什么位置時，△PDE的周長最大，求出此時P點的坐標；

②連接PA，以PA為邊作正方形APMN，當頂點M或N恰好落在拋物線對稱軸上時，求出對應的P點的坐標．

Answer 1

【答案】(1) ;

(2) ①P(-);②P(--1,2).

【解析】分析：（1）把點A、C的坐標代入拋物線解析式，利用待定系數法求二次函數解析式解答即可；

（2）①根據點A、B的坐標求出OA=OB，從而得到△AOB是等腰直角三角形，根據等腰直角三角形的性質可得∠BAO=45°，然后求出△PED是等腰直角三角形，根據等腰直角三角形的性質，PD越大，△PDE的周長最大，再判斷出當與直線AB平行的直線與拋物線只有一個交點時，PD最大，再求出直線AB的解析式為y=x+3，設與AB平行的直線解析式為y=x+m，與拋物線解析式聯立消掉y，得到關于x的一元二次方程，利用根的判別式△=0列式求出m的值，再求出x、y的值，從而得到點P的坐標；

②先確定出拋物線的對稱軸，然后（i）分點M在對稱軸上時，過點P作PQ⊥對稱軸于Q，根據同角的余角相等求出∠APF=∠QPM，再利用“角角邊”證明△APF和△MPQ全等，根據全等三角形對應邊相等可得PF=PQ，設點P的橫坐標為n，表示出PQ的長，即PF，然后代入拋物線解析式計算即可得解；（ii）點N在對稱軸上時，同理求出△APF和△ANQ全等，根據全等三角形對應邊相等可得PF=AQ，根據點A的坐標求出點P的縱坐標，再代入拋物線解析式求出橫坐標，即可得到點P的坐標．

詳解：解：（1）∵拋物線y=ax2+bx+3經過點A（-3，0），C（1，0），

∴，解得，

所以，拋物線的解析式為y=-x2-2x+3；

（2）①∵A（-3，0），B（0，3），

∴OA=OB=3，

∴△AOB是等腰直角三角形，

∴∠BAO=45°，

∵PF⊥x軸，

∴∠AEF=90°-45°=45°，

又∵PD⊥AB，

∴△PDE是等腰直角三角形，

∴PD越大，△PDE的周長越大，

易得直線AB的解析式為y=x+3，

設與AB平行的直線解析式為y=x+m，

聯立，

消掉y得，x2+3x+m-3=0，

當△=32-4×1×（m-3）=0，

即m=時，直線與拋物線只有一個交點，PD最長，

此時x=-，y=-+=，

∴點P（-，）時，△PDE的周長最大；

②拋物線y=-x2-2x+3的對稱軸為直線x=-=-1，

（i）如圖1，點M在對稱軸上時，過點P作PQ⊥對稱軸于Q，

在正方形APMN中，AP=PM，∠APM=90°，

∴∠APF+∠FPM=90°，∠QPM+∠FPM=90°，

∴∠APF=∠QPM，

∵在△APF和△MPQ中，

，

∴△APF≌△MPQ（AAS），

∴PF=PQ，

設點P的橫坐標為n（n＜0），則PQ=-1-n，

即PF=-1-n，

∴點P的坐標為（n，-1-n），

∵點P在拋物線y=-x2-2x+3上，

∴-n2-2n+3=-1-n，

整理得，n2+n-4=0，

解得n1=（舍去），n2=，

-1-n=-1-=，

所以，點P的坐標為（，）；

（ii）如圖2，點N在對稱軸上時，設拋物線對稱軸與x軸交于點Q，

∵∠PAF+∠FPA=90°，∠PAF+∠QAN=90°，

∴∠FPA=∠QAN，

又∵∠PFA=∠AQN=90°，PA=AN，

∴△APF≌△NAQ，

∴PF=AQ，

設點P坐標為P（x，-x2-2x+3），

則有-x2-2x+3=-1-（-3）=2，

解得x=-1（不合題意，舍去）或x=--1，

此時點P坐標為（--1，2）．

綜上所述，當頂點M恰好落在拋物線對稱軸上時，點P坐標為（，），當頂點N恰好落在拋物線對稱軸上時，點P的坐標為（--1，2）．