Question

【題目】如圖，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，拋物線y＝﹣x2+bx+c經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，已知點(diǎn)A（﹣3，0），B（0，m），C（1，0）．

（1）求m值；

（2）設(shè)點(diǎn)P是直線AB上方的拋物線上一動(dòng)點(diǎn)（不與點(diǎn)A、B重合）．

①過點(diǎn)P作x軸的垂線，垂足為F，交直線AB于點(diǎn)E，作PD⊥AB于點(diǎn)D．動(dòng)點(diǎn)P在什么位置時(shí)，△PDE的周長最大，求出此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo)；

②連接AP，并以AP為邊作等腰直角△APQ，當(dāng)頂點(diǎn)Q恰好落在拋物線的對(duì)稱軸上時(shí)，求出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)P坐標(biāo)．

Answer 1

【答案】（1）m的值為3；（2）①點(diǎn)P坐標(biāo)為（﹣，）；②點(diǎn)P的坐標(biāo)為（）、（﹣1﹣，2）、（﹣2，3）

【解析】

（1）只需把點(diǎn)A、C的坐標(biāo)代入y=﹣x2+bx+c，就可求出拋物線的解析式，就可求出m的值．

（2）①易得△PDE是等腰直角三角形，PE最大時(shí)△PDE的周長就最大．用待定系數(shù)法求出直線AB的解析式，設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為a，則點(diǎn)E的橫坐標(biāo)也為a，則點(diǎn)P、E的縱坐標(biāo)就可用a的代數(shù)式表示，PE的長度也就可以用a的代數(shù)式表示，然后運(yùn)用二次函數(shù)的最值性就可求出PE最大（即△PDE的周長最大）時(shí)，點(diǎn)P的坐標(biāo)．

②等腰直角△APQ的三邊都可能是底邊，故分三種情況進(jìn)行討論，然后構(gòu)造全等三角形，得到相等線段，然后用一個(gè)字母表示一條線段，從而將點(diǎn)P的坐標(biāo)用該字母表示，然后代入拋物線的解析式，就可求出點(diǎn)P的坐標(biāo)．

（1）∵拋物線y=﹣x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A（﹣3，0），C（1，0），∴．

解得：，∴拋物線的解析式為y=﹣x2﹣2x+3．

∵點(diǎn)B（0，m）在拋物線y=﹣x2﹣2x+3上，∴m=3，∴m的值為3．

（2）①如圖1．

∵OA=OB=3，∠AOB=90°，∴∠AB0=45°．

∵PF⊥OA，PD⊥AB，∴∠PDA=∠EFA=90°=∠AOB，∴EF∥OB，∴∠PED=∠ABO=45°，∴PD=PEsin45°PE，DE=PEcos45°PE，∴△PDE的周長為（1）PE．

設(shè)直線AB的解析式為y=mx+n，則有．

解得：，∴直線AB的解析式為y=x+3．

設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為a，則點(diǎn)E的橫坐標(biāo)也為a，∴yP=﹣a2﹣2a+3，yE=a+3，∴PE=yP﹣yE=（﹣a2﹣2a+3）﹣（a+3）=﹣a2﹣3a=﹣（a）2．

∵﹣1＜0，∴當(dāng)a時(shí)，PE取到最大值，△PDE的周長也就取到最大值．

此時(shí)yP=﹣（）2﹣2×（）+3，∴當(dāng)點(diǎn)P坐標(biāo)為（）時(shí)，△PDE的周長取到最大值．

②Ⅰ．若AQ為等腰直角△APQ的底邊，如圖2，則有AP=PQ，∠APQ=90°．

過點(diǎn)P作PG⊥OA，垂足為G，過點(diǎn)P作PT⊥QH，垂足為T．

∵∠PGH=∠GHT=PTH=90°，∴四邊形PGHT是矩形，∴∠GPT=90°，PT=GH，PG=HT，∴∠APG=90°﹣∠GPQ=∠TPQ．

在△AGP和△QTP中，，∴△AGP≌△QTP，∴AG=TQ，PG=PT，∴PG=GH．

∵拋物線y=﹣x2﹣2x+3的對(duì)稱軸為x1，∴OH=1．

設(shè)PG=t（t＞0），則OG=GH+OH=PG+OH=t+1．

∵點(diǎn)P在第二象限，∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為（﹣t﹣1，t）．

∵點(diǎn)P在拋物線y=﹣x2﹣2x+3上，∴t=﹣（﹣t﹣1）2﹣2（﹣t﹣1）+3．

整理得：t2+t﹣4=0．

解得：t1（舍去），t2，∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為（）．

Ⅱ．若PQ為等腰直角△APQ的底邊，如圖3，則有AP=AQ，∠PAQ=90°．

過點(diǎn)P作PG⊥OA，垂足為G，則有∠APG=90°﹣∠PAG=∠HAQ．

在△AGP和△QHA中，，∴△AGP≌△QHA，∴PG=AH．

∵AH=AO﹣OH=3﹣1=2，∴PG=2，∴yP=2．

解﹣x2﹣2x+3=2得：x1=﹣1，x2=﹣1．

∵點(diǎn)P在第二象限，∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為（﹣1，2）．

Ⅲ．若AP為等腰直角△APQ的底邊，如圖4，則有AQ=PQ，∠AQP=90°．

過點(diǎn)P作PT⊥QH，垂足為T，則有∠AQH=90°﹣∠PQT=∠TPQ．

在△AHQ和△QTP中，∵∠AQH=∠TPQ，∠AHQ=∠QTP，QA=QP，∴△AHQ≌△QTP，∴AH=QT，QH=PT．

∵AH=2，∴QT=2．

設(shè)QH=PT=p（p＞0），則TH=p+2．

∵點(diǎn)P在第二象限，∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為（﹣p﹣1，p+2）．

∵點(diǎn)P在拋物線y=﹣x2﹣2x+3上，∴p+2=﹣（﹣p﹣1）2﹣2×（﹣p﹣1）+3．

整理得：p2+p﹣2=0．

解得：p1=﹣2（舍去），p2=1，∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為（﹣2，3）．

綜上所述：點(diǎn)P的坐標(biāo)為（）、（﹣1，2）、（﹣2，3）．