Question

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

（1）求直線(xiàn)BD和拋物線(xiàn)的解析式．

（2）若BD與拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸交于點(diǎn)M，點(diǎn)N在坐標(biāo)軸上，以點(diǎn)N、B、D為頂點(diǎn)的三角形與△MCD相似，求所有滿(mǎn)足條件的點(diǎn)N的坐標(biāo)．

（3）在拋物線(xiàn)上是否存在點(diǎn)P，使S△PBD=6？若存在，求出點(diǎn)P的坐標(biāo)；若不存在，說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（1）y=（x﹣1）（x﹣3）=x2﹣4x+3；（2）點(diǎn)N坐標(biāo)為：（0，0），（﹣3，0）或（0，﹣3）；（3）在拋物線(xiàn)上存在點(diǎn)P，使S△PBD=6，點(diǎn)P的坐標(biāo)為（4，3）或（﹣1，8）．

【解析】

試題分析：（1）由待定系數(shù)法求出直線(xiàn)BD和拋物線(xiàn)的解析式；

（2）首先確定△MCD為等腰直角三角形，因?yàn)?/span>△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(diǎn)N有3個(gè)；

（3）如答圖2、答圖3所示，解題關(guān)鍵是求出△PBD面積的表達(dá)式，然后根據(jù)S△PBD=6的已知條件，列出一元二次方程求解．

解：（1）∵直線(xiàn)l：y=3x+3與x軸交于點(diǎn)A，與y軸交于點(diǎn)B，

∴A（﹣1，0），B（0，3）；

∵把△AOB沿y軸翻折，點(diǎn)A落到點(diǎn)C，∴C（1，0）．

設(shè)直線(xiàn)BD的解析式為：y=kx+b，

∵點(diǎn)B（0，3），D（3，0）在直線(xiàn)BD上，

∴，

解得k=﹣1，b=3，

∴直線(xiàn)BD的解析式為：y=﹣x+3．

設(shè)拋物線(xiàn)的解析式為：y=a（x﹣1）（x﹣3），

∵點(diǎn)B（0，3）在拋物線(xiàn)上，

∴3=a×（﹣1）×（﹣3），

解得：a=1，

∴拋物線(xiàn)的解析式為：y=（x﹣1）（x﹣3）=x2﹣4x+3．

（2）拋物線(xiàn)的解析式為：y=x2﹣4x+3=（x﹣2）2﹣1，

∴拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸為直線(xiàn)x=2，頂點(diǎn)坐標(biāo)為（2，﹣1）．

直線(xiàn)BD：y=﹣x+3與拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸交于點(diǎn)M，令x=2，得y=1，

∴M（2，1）．

設(shè)對(duì)稱(chēng)軸與x軸交點(diǎn)為點(diǎn)F，則CF=FD=MF=1，

∴△MCD為等腰直角三角形．

∵以點(diǎn)N、B、D為頂點(diǎn)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(shí)直角頂點(diǎn)為原點(diǎn)O，

∴N1（0，0）；

（II）若BD為直角邊，B為直角頂點(diǎn)，則點(diǎn)N在x軸負(fù)半軸上，

∵OB=OD=ON2=3，

∴N2（﹣3，0）；

（III）若BD為直角邊，D為直角頂點(diǎn)，則點(diǎn)N在y軸負(fù)半軸上，

∵OB=OD=ON3=3，

∴N3（0，﹣3）．

∴滿(mǎn)足條件的點(diǎn)N坐標(biāo)為：（0，0），（﹣3，0）或（0，﹣3）．

（3）假設(shè)存在點(diǎn)P，使S△PBD=6，設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為（m，n）．

（I）當(dāng)點(diǎn)P位于直線(xiàn)BD上方時(shí)，如答圖2所示：

過(guò)點(diǎn)P作PE⊥x軸于點(diǎn)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(jiǎn)得：m+n=7 ①，

∵P（m，n）在拋物線(xiàn)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(dāng)點(diǎn)P位于直線(xiàn)BD下方時(shí)，如答圖3所示：

過(guò)點(diǎn)P作PE⊥y軸于點(diǎn)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(jiǎn)得：m+n=﹣1 ②，

∵P（m，n）在拋物線(xiàn)上，

∴n=m2﹣4m+3，

代入②式整理得：m2﹣3m+4=0，△=﹣7＜0，此方程無(wú)解．

故此時(shí)點(diǎn)P不存在．

綜上所述，在拋物線(xiàn)上存在點(diǎn)P，使S△PBD=6，點(diǎn)P的坐標(biāo)為（4，3）或（﹣1，8）．