Question

已知：如圖，拋物線y=ax²+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn)，它們的橫坐標(biāo)分別為-1和3，與y軸交點(diǎn)C的縱坐標(biāo)為3，△ABC的外接圓的圓心為點(diǎn)M．
（1）求這條拋物線的解析式；
（2）求圖象經(jīng)過(guò)M、A兩點(diǎn)的一次函數(shù)解析式；
（3）在（1）中的拋物線上是否存在點(diǎn)P，使過(guò)P、M兩點(diǎn)的直線與△ABC的兩邊AB、BC的交點(diǎn)E、F和點(diǎn)B所組成的△BEF和△ABC相似？若存在，求出點(diǎn)P的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題意即可得出A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)，可通過(guò)待定系數(shù)法求出拋物線的解析式．
（2）本題的關(guān)鍵是求出M點(diǎn)的坐標(biāo)，可如果設(shè)圓M與y軸的另一交點(diǎn)為D，那么可根據(jù)相交弦定理求出OD的長(zhǎng)，進(jìn)而可求出M點(diǎn)的縱坐標(biāo)，同理可求出M的橫坐標(biāo)，得出M的坐標(biāo)后可用待定系數(shù)法求出直線MA的解析式．
（3）本題要分情況進(jìn)行討論：
①當(dāng)EF∥CA時(shí)，△ABC∽△EBF，可根據(jù)兩直線平行得出直線EF的斜率與直線AC的相同，然后根據(jù)直線EF過(guò)M點(diǎn)，即可求出直線EF的解析式，然后聯(lián)立拋物線即可求出它們的交點(diǎn)P的坐標(biāo)．
②當(dāng)∠BFE=∠A時(shí)，△ABC∽△FBE，思路同①，可通過(guò)構(gòu)建相似三角形來(lái)求E點(diǎn)的坐標(biāo)以得出直線EF的解析式．可過(guò)A作AG⊥BC于G，過(guò)M作MH⊥AB于H，那么通過(guò)相似三角形AGC和MHE可求出E點(diǎn)的坐標(biāo)，然后同①的方法進(jìn)行求解即可．

解答：解：（1）由題意可知：A（-1，0），B（3，0），C（0，3）
可得拋物線的解析式為y=-x²+2x+3

（2）設(shè)y軸于圓M的另一交點(diǎn)為D，根據(jù)相交弦定理可得出OD=OA•OB÷OC=1
由此可求得M點(diǎn)的縱坐標(biāo)為1
同理可求出M點(diǎn)的橫坐標(biāo)為1
∴M的坐標(biāo)為（1，1）
設(shè)過(guò)A、M點(diǎn)的直線解析式為y=kx+b，有
k+b=1，-k+b=0
∴k=

1

2

，b=

1

2

直線解析式為：y=

1

2

x+

1

2

（3）在（1）中的拋物線上存在點(diǎn)P
使△BEF與△ABC相似．
①若△BEF∽△ABC，則EF∥AC
∵直線AC為：y=3x+3
∴設(shè)直線EF為：y=3x+b₁過(guò)m（1，1）
∴直線EF為：y=3x-2
點(diǎn)P的坐標(biāo)滿足y=3x-2，y=-x²+2x+3
解之x₁=-

1

2

+

21

2

，x₂=-

1

2

-

21

2

y₁=-

7

2

+

3 21

2

，y₂=-

7

2

-

3 21

2

所以P₁（-

1

2

+

21

2

，-

7

2

+

3 21

2

），P₂（-

1

2

-

21

2

，-

7

2

-

3 21

2

）
②若△BEF∽△ABC，則∠ACG=∠MEH
過(guò)點(diǎn)A作AG⊥BC于G，有∠AGC=∠MEH
∴△ACG∽△MEH
其中AC=

10

，CG=

2

，AG=2

2

，MH=1
∵AG：CG=MH：HE，即2

2

：

2

=1：HE
∴HE=

1

2

，E的坐標(biāo)為（

1

2

，0）
直線EM解析式為：y=2x-1
同理可得：P₃（2，3），P_4（-2，-5）
綜上所述：P₁（-

1

2

+

21

2

，-

7

2

+

3 21

2

），P₂（-

1

2

-

21

2

，-

7

2

-

3 21

2

），P₃（2，3），P₄（-2，-5）．

點(diǎn)評(píng)：本題著重考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、函數(shù)圖象的交點(diǎn)、相似三角形的判定和性質(zhì)等重要知識(shí)點(diǎn)，綜合性強(qiáng)，考查學(xué)生分類討論，數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法．