Question

在平面直角坐標(biāo)系xOy中，已知二次函數(shù)y=ax²-2ax+c（a≠0）的圖象與x軸交于A，B兩點(diǎn)（點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊），AB=4，與y軸交于點(diǎn)C，且過點(diǎn)（2，3）．
（1）求此二次函數(shù)的表達(dá)式；
（2）若拋物線的頂點(diǎn)為D，連接CD、CB，問拋物線上是否存在點(diǎn)P，使得∠PBC+∠BDC=90°？若存在，求出點(diǎn)P的坐標(biāo)；若不存在，請說明理由；
（3）點(diǎn)K為拋物線上C關(guān)于對稱軸的對稱點(diǎn)，點(diǎn)G拋物線上的動點(diǎn)，在x軸上是否存在點(diǎn)F，使A、K、F、G這樣的四個點(diǎn)為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形？如果存在，求出所有滿足條件的F點(diǎn)坐標(biāo)；如果不存在，請說明理由．

Answer 1

分析：（1）拋物線的解析式中，二次項(xiàng)和一次項(xiàng)系數(shù)都含有相同的未知數(shù)，可先確定拋物線的對稱軸，而AB的長已知，可據(jù)此確定點(diǎn)A、B的坐標(biāo)；再根據(jù)已知點(diǎn)（2，3）可求出拋物線的解析式．
（2）首先求出點(diǎn)B、C、D三點(diǎn)坐標(biāo)，此時發(fā)現(xiàn)△BDC恰好是直角三角形，且DC⊥BC，那么點(diǎn)D正好符合點(diǎn)P的要求；顯然在直線BC下方還有一個符合條件的點(diǎn)P，可將點(diǎn)B視作頂角頂點(diǎn)、BD為腰作一個等腰三角形（此時可在直線BC下方作出一個與∠DBC相等的角），先確定第三個頂點(diǎn)的坐標(biāo)，求出此點(diǎn)所在腰的直線解析式后聯(lián)立拋物線即可求出另一點(diǎn)P．
（3）根據(jù)拋物線的對稱性，不難確定點(diǎn)K的坐標(biāo)．由題意，A、F都在x軸上，所以無論AF是邊還是對角線，點(diǎn)G的縱坐標(biāo)必為3或-3（與K相同或互為相反數(shù)），先代入拋物線確定出點(diǎn)G的坐標(biāo)后，再根據(jù)A、K的坐標(biāo)和平行四邊形的特點(diǎn)確定點(diǎn)F的坐標(biāo)．

解答：解：（1）拋物線的對稱軸：x=-

b

2a

=-

-2a

2a

=1，且AB=4，則 A（-1，0）、B（3，0）；
再代入點(diǎn)（2，3）后，可得：

a+2a+c=0 4a-4a+c=3

，解得

a=-1 c=3

∴二次函數(shù)的表達(dá)式：y=-x²+2x+3．

（2）由（1）知：y=-x²+2x+3=-（x-1）²+4，則 D（1，4）；
BC²=18、CD²=2、BD²=20，∴BC²+CD²=BD²，即△BCD是直角三角形，且DC⊥BC．
∴∠BDC+∠DBC=90°，即點(diǎn)D符合點(diǎn)P的要求，P₁（1，4）．
延長DC至E，使得DC=CE，則△BDE是等腰三角形，且∠DBC=∠EBC，則直線BE與拋物線的交點(diǎn)也符合點(diǎn)P的要求（B點(diǎn)除外）
通過圖示，不難看出 點(diǎn)D、E關(guān)于點(diǎn)C對稱，則 E（-1，2），設(shè)直線BE：y=kx+b，則有：

3k+b=0 -k+b=2

，解得

k=- 1 2 b= 3 2

∴直線BE：y=-

1

2

x+

3

2

，聯(lián)立拋物線的解析式后，得：

y=- 1 2 x+ 3 2 y=-x2+2x+3

，解得

x1=3 y1=0

（舍）、

x2=- 1 2 y2= 7 4

∴P₂（-

1

2

，

7

4

）；
綜上，存在符合條件的點(diǎn)P，且坐標(biāo)為（1，4）、（-

1

2

，

7

4

）．

（3）易知點(diǎn)K（2，3）；
由題意，A、F都在x軸上，根據(jù)平行四邊形的特點(diǎn)不難看出點(diǎn)G的縱坐標(biāo)為3或-3；
當(dāng)y_G=3時，-x²+2x+3=3，解得 x=0或2，
∴G點(diǎn)坐標(biāo)為（0，3），
此時點(diǎn)F的坐標(biāo)為（-1-2，0）或（-1+2，0），即（-3，0）、（1，0）；
當(dāng)y_G=-3時，-x²+2x+3=-3，解得 x=1±

7

，
∴G點(diǎn)坐標(biāo)為（1+

7

，-3）或（1-

7

，-3），
此時點(diǎn)F的坐標(biāo)為（4+

7

，0）、（4-

7

，0）；
綜上，有四個符合條件的點(diǎn)F，且坐標(biāo)為（-3，0）、（1，0）、（4+

7

，0）、（4-

7

，0）．

點(diǎn)評：此題主要考查的知識點(diǎn)有：利用待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式、直角三角形與等腰三角形的判定和性質(zhì)以及平行四邊形的判定和性質(zhì)；（2）題中，判斷出△BCD的形狀是解題的關(guān)鍵；最后一題需要分類進(jìn)行討論，以免出現(xiàn)漏解的情況．