Question

拋物線y=ax²+bx+3經(jīng)過(guò)點(diǎn)A、B、C，已知A（-1，0），B（3，0）．
（1）求拋物線的解析式；
（2）如圖1，P為線段BC上一點(diǎn)，過(guò)點(diǎn)P作y軸平行線，交拋物線于點(diǎn)D，當(dāng)△BDC的面積最大時(shí)，求點(diǎn)P的坐標(biāo)；
（3）如圖2，在（2）的條件下，延長(zhǎng)DP交x軸于點(diǎn)F，M（m，0）是x軸上一動(dòng)點(diǎn)，N是線段DF上一點(diǎn)，當(dāng)△BDC的面積最大時(shí)，若∠MNC=90°，請(qǐng)直接寫出實(shí)數(shù)m的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）由y=ax²+bx+3經(jīng)過(guò)點(diǎn)A（-1，0），B（3，0），利用待定系數(shù)法即可求得此拋物線的解析式；
（2）首先令x=0，求得點(diǎn)C的坐標(biāo)，然后設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b′，由待定系數(shù)法求得直線BC的解析式為y=-x+3，再設(shè)P（a，3-a），即可得D（a，-a²+2a+3），求出PD的長(zhǎng)，由S_△BDC=S_△PDC+S_△PDB，得到S_△BDC=-（a-）²+，利用二次函數(shù)的性質(zhì)，即可求得當(dāng)△BDC的面積最大時(shí)，點(diǎn)P的坐標(biāo)；
（3）將x=代入拋物線解析式y(tǒng)=-x²+2x+3求出點(diǎn)P的縱坐標(biāo)，過(guò)點(diǎn)C作CG⊥DF，然后分①點(diǎn)N在DG上時(shí)，點(diǎn)N與點(diǎn)D重合時(shí)，點(diǎn)M的橫坐標(biāo)最大，然后根據(jù)勾股定理得出CD²+DM²=CM²，列出關(guān)于m的方程，解方程求出m的最大值；②點(diǎn)N在線段GF上時(shí)，設(shè)GN=x，然后表示出NF，根據(jù)同角的余角相等求出∠NCG=∠MNF，然后證明△NCG和△MNF相似，根據(jù)相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例列出比例式用x表示出MF，再根據(jù)二次函數(shù)的最值問題求出y的最大值，然后求出MO，從而得到點(diǎn)M的坐標(biāo)，求出m的最小值．
解答：解：（1）由題意得：
，
解得：，
故拋物線解析式為y=-x²+2x+3；

（2）令x=0，則y=3，即C（0，3）．
設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b′，
則，解得：，
故直線BC的解析式為y=-x+3．
設(shè)P（a，3-a），則D（a，-a²+2a+3），
∴PD=（-a²+2a+3）-（3-a）=-a²+3a，
∴S_△BDC=S_△PDC+S_△PDB=PD•a+PD•（3-a）=PD•3=（-a²+3a）=-（a-）²+，
∴當(dāng)a=時(shí)，△BDC的面積最大，此時(shí)P（，）；

（3）將x=代入y=-x²+2x+3，得y=-（）²+2×+3=，
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為（，）．
過(guò)點(diǎn)C作CG⊥DF，則CG=．
①點(diǎn)N在DG上時(shí)，點(diǎn)N與點(diǎn)D重合時(shí)，點(diǎn)M的橫坐標(biāo)最大．
∵∠MNC=90°，∴CD²+DM²=CM²，
∵C（0，3），D（，），M（m，0），
∴（-0）²+（-3）²+（m-）²+（0-）²=（m-0）²+（0-3）²，
解得m=．
∴點(diǎn)M的坐標(biāo)為（，0），
即m的最大值為；
②點(diǎn)N在線段GF上時(shí)，設(shè)GN=x，則NF=3-x，
∵∠MNC=90°，
∴∠CNG+∠MNF=90°，
又∵∠CNG+∠NCG=90°，
∴∠NCG=∠MNF，
又∵∠NGC=∠MFN=90°，
∴Rt△NCG∽△MNF，
∴=，即=，
整理得，MF=-x²+2x=-（x-）²+，
∴當(dāng)x=時(shí)（N與P重合），MF有最大值，
此時(shí)M與O重合，
∴M的坐標(biāo)為（0，0），
∴m的最小值為0，
故實(shí)數(shù)m的變化范圍為0≤m≤．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式、三角形的面積、相似三角形的判定與性質(zhì)、二次函數(shù)的最值、勾股定理等知識(shí)．此題綜合性很強(qiáng)，難度較大，注意掌握數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想與方程思想的應(yīng)用．