Question

如圖所示，直線l：y=3x+3與x軸交于點A，與y軸交于點B．把△AOB沿y軸翻折，點A落到點C，拋物線過點B、C和D（3，0）．

（1）求直線BD和拋物線的解析式．
（2）若BD與拋物線的對稱軸交于點M，點N在坐標軸上，以點N、B、D為頂點的三角形與△MCD相似，求所有滿足條件的點N的坐標．
（3）在拋物線上是否存在點P，使S_△PBD=6？若存在，求出點P的坐標；若不存在，說明理由．

Answer 1

（1）直線BD的解析式為：y=﹣x+3。
拋物線的解析式為：y=（x﹣1）（x﹣3）=x²﹣4x+3。
（2）滿足條件的點N坐標為：（0，0），（﹣3，0）或（0，﹣3）。
（3）存在，理由見解析。

解析分析：（1）由待定系數法求出直線BD和拋物線的解析式。
（2）首先確定△MCD為等腰直角三角形，因為△BND與△MCD相似，所以△BND也是等腰直角三角形．如答圖1所示，符合條件的點N有3個。
（3）如答圖2、答圖3所示，解題關鍵是求出△PBD面積的表達式，然后根據S_△PBD=6的已知條件，列出一元二次方程求解。
解：（1）∵直線l：y=3x+3與x軸交于點A，與y軸交于點B，
∴A（﹣1，0），B（0，3）。
∵把△AOB沿y軸翻折，點A落到點C，∴C（1，0）。
設直線BD的解析式為：y=kx+b，
∵點B（0，3），D（3，0）在直線BD上，
∴，解得。
∴直線BD的解析式為：y=﹣x+3。
設拋物線的解析式為：y=a（x﹣1）（x﹣3），
∵點B（0，3）在拋物線上，∴3=a×（﹣1）×（﹣3），解得：a=1。
∴拋物線的解析式為：y=（x﹣1）（x﹣3）=x²﹣4x+3。
（2）∵拋物線的解析式為：y=x²﹣4x+3=（x﹣2）²﹣1，
∴拋物線的對稱軸為直線x=2，頂點坐標為（2，﹣1）。
直線BD：y=﹣x+3與拋物線的對稱軸交于點M，令x=2，得y=1，∴M（2，1）。
設對稱軸與x軸交點為點F，則CF=FD=MN=1，
∴△MCD為等腰直角三角形。
∵以點N、B、D為頂點的三角形與△MCD相似，∴△BND為等腰直角三角形。
如答圖1所示：

（I）若BD為斜邊，則易知此時直角頂點為原點O，
∴N₁（0，0）。
（II）若BD為直角邊，B為直角頂點，則點N在x軸負半軸上，
∵OB=OD=ON₂=3，∴N₂（﹣3，0）。
（III）若BD為直角邊，D為直角頂點，則點N在y軸負半軸上，
∵OB=OD=ON₃=3，∴N₃（0，﹣3）。
∴滿足條件的點N坐標為：（0，0），（﹣3，0）或（0，﹣3）。
（3）存在，
假設存在點P，使S_△PBD=6，設點P坐標為（m，n），
（I）當點P位于直線BD上方時，如答圖2所示，

過點P作PE⊥x軸于點E，則PE=n，DE=m﹣3，
S_△PBD=S_梯形PEOB﹣S_△BOD﹣S_△PDE
=（3+n）•m﹣×3×3﹣（m﹣3）•n=6，
化簡得：m+n="7" ①。
∵P（m，n）在拋物線上，
∴n=m²﹣4m+3，代入①式整理得：m²﹣3m﹣4=0，
解得：m₁=4，m₂=﹣1。
∴n₁=3，n₂=8。
∴P₁（4，3），P₂（﹣1，8）。
（II）當點P位于直線BD下方時，如答圖3所示，

過點P作PE⊥y軸于點E，
則PE=m，OE=﹣n，BE=3﹣n，
S_△PBD=S_梯形PEOD+S_△BOD﹣S_△PBE=（3+m）•（﹣n）+×3×3﹣（3﹣n）•m=6，
化簡得：m+n=﹣1 ②。
∵P（m，n）在拋物線上，∴n=m²﹣4m+3。
代入②式整理得：m²﹣3m+4=0，△=﹣7＜0，此方程無解．
∴此時點P不存在。
綜上所述，在拋物線上存在點P，使S_△PBD=6，點P的坐標為（4，3）或（﹣1，8）。