Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，二次函數(shù)y=x²+bx+c的圖象與x軸交于A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)在原點(diǎn)的左側(cè)，B點(diǎn)的坐標(biāo)為（3，0），與y軸交于C（0，-3）點(diǎn)，點(diǎn)P是直線BC下方的拋物線上一動(dòng)點(diǎn)．
（1）求這個(gè)二次函數(shù)的表達(dá)式．
（2）連接PO、PC，并把△POC沿CO翻折，得到四邊形POP′C，那么是否存在點(diǎn)P，使四邊形POP′C為菱形？若存在，請(qǐng)求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說明理由．
（3）當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到什么位置時(shí)，四邊形ABPC的面積最大？求出此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo)和四邊形ABPC的最大面積．

Answer 1

【答案】分析：（1）將B、C的坐標(biāo)代入拋物線的解析式中即可求得待定系數(shù)的值；
（2）由于菱形的對(duì)角線互相垂直平分，若四邊形POP′C為菱形，那么P點(diǎn)必在OC的垂直平分線上，據(jù)此可求出P點(diǎn)的縱坐標(biāo)，代入拋物線的解析式中即可求出P點(diǎn)的坐標(biāo)；
（3）由于△ABC的面積為定值，當(dāng)四邊形ABPC的面積最大時(shí)，△BPC的面積最大；過P作y軸的平行線，交直線BC于Q，交x軸于F，易求得直線BC的解析式，可設(shè)出P點(diǎn)的橫坐標(biāo)，然后根據(jù)拋物線和直線BC的解析式求出Q、P的縱坐標(biāo)，即可得到PQ的長，以PQ為底，B點(diǎn)橫坐標(biāo)的絕對(duì)值為高即可求得△BPC的面積，由此可得到關(guān)于四邊形ACPB的面積與P點(diǎn)橫坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)即可求出四邊形ABPC的最大面積及對(duì)應(yīng)的P點(diǎn)坐標(biāo)．
解答：解：（1）將B、C兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入得，
解得：；
所以二次函數(shù)的表達(dá)式為：y=x²-2x-3（3分）

（2）存在點(diǎn)P，使四邊形POP′C為菱形；
設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為（x，x²-2x-3），PP′交CO于E
若四邊形POP′C是菱形，則有PC=PO；
連接PP′，則PE⊥CO于E，
∴OE=EC=
∴y=；（6分）
∴x²-2x-3=
解得x₁=，x₂=（不合題意，舍去）
∴P點(diǎn)的坐標(biāo)為（，）（8分）

（3）過點(diǎn)P作y軸的平行線與BC交于點(diǎn)Q，與OB交于點(diǎn)F，設(shè)P（x，x²-2x-3），
易得，直線BC的解析式為y=x-3
則Q點(diǎn)的坐標(biāo)為（x，x-3）；
S_{四邊形ABPC}=S_△ABC+S_△BPQ+S_△CPQ
=AB•OC+QP•BF+QP•OF
=
=（10分）
當(dāng)時(shí)，四邊形ABPC的面積最大
此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo)為，四邊形ABPC的面積的最大值為．（12分）
點(diǎn)評(píng)：此題考查了二次函數(shù)解析式的確定、菱形的判定和性質(zhì)以及圖形面積的求法等知識(shí)，當(dāng)所求圖形不規(guī)則時(shí)通常要將其轉(zhuǎn)換為其他規(guī)則圖形面積的和差關(guān)系來求解．