如图,已知抛物线 $y=-x^2+bx+c$ 与直线 $AB$ 相较于 $A\left(-3,0\right),B\left(0,3\right)$ 两点.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与角
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与面积
  1. 设 $C$ 是抛物线对称轴上的一动点,求使 $\angle CBA=90^\circ$ 的点 $C$ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      函数与角
    答案
    点 $C$ 的坐标是 $\left(-1,4\right)$
    解析
    把点 $A\left(-3,0\right),B\left(0,3\right)$ 代入 $y=-x^2+bx+c$,
    得 $\begin{cases}-9-3b+c=0,\\ c=3.\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}b=-2,\\c=3.
    \end{cases}$
    故所求抛物线的解析式是 $y=-x^2-2x+3$.
    过点 $B$ 作 $CB\perp AB$,交抛物线的对称轴于点 $C$,过点 $C$ 作 $CE\perp y$ 轴,垂足为 $E$.求得抛物线 $y=-x^2-2x+3$ 的对称轴为 $x=-1$,
    所以 $ CE=1$,
    求得 $\angle ABO=45^\circ$,
    所以 $\angle CBE=45^\circ$,
    所以 $ BE=CE=1$,
    所以 $ OE=OB+BE=4$,
    所以 点 $C$ 的坐标是 $\left(-1,4\right)$.
  2. 探究在抛物线上是否存在点 $P$,使得 $\triangle APB$ 的面积等于 $3$,若存在,求点 $P$ 的坐标.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      函数与面积
    答案
    点 $P$ 的坐标分别为 $P_1\left(-1,4\right)$,$P_2\left(-1,3\right)$,$P_3\left(\dfrac{-3+\sqrt{17}}{2},\dfrac{-1+\sqrt{17}}{2}\right)$,$P_4\left(\dfrac{-3-\sqrt{17}}{2},\dfrac{-1-\sqrt{17}}{2}\right)$
    解析
    假设在抛物线上存在符合要求的点 $P$,分别连接 $PA,PB$,过 $P$ 作 $PD\perp AB$ 于点 $D$,作 $PF\parallel y$ 轴交 $AB$ 于点 $F$.在 $\mathrm {Rt}\triangle ABO$ 中,求得 $AB=3\sqrt2$,
    因为 $S_{\triangle APB}=3$,
    所以 $ PD=\sqrt2$.
    因为 $ \angle PFD=\angle ABO=45^\circ$,
    所以 $ PF=2$.
    设点 $P$ 的坐标为 $\left(m,-m^2-2m+3\right)$.
    求得直线 $AB$ 的解析式为 $y=x+3$,则点 $F$ 的坐标为 $\left(m,m+3\right)$.
    ① 当点 $P$ 在直线 $AB$ 上方时,可得 $-m^2-2m+3=m+3+2$,
    解得 $m_1=-1, m_2=-2$,
    所以符合要求的点 $P$ 的坐标为 $P_1\left(-1,4\right)$,$P_2\left(-2,3\right)$;
    ② 当点 $P$ 在直线 $AB$ 下方时,可得 $-m^2-2m+3=m+3-2$,
    解得 $m_1=\dfrac{-3+\sqrt{17}}{2}, m_2=\dfrac{-3-\sqrt{17}}{2}$,
    所以符合要求的点 $P$ 的坐标为 $P_3\left(\dfrac{-3+\sqrt{17}}{2},\dfrac{-1+\sqrt{17}}{2}\right)$,$P_4\left(\dfrac{-3-\sqrt{17}}{2},\dfrac{-1-\sqrt{17}}{2}\right)$.
    综上可得,符合要求的点 $P$ 有四个,点 $P$ 的坐标分别为 $P_1\left(-1,4\right)$,$P_2\left(-1,3\right)$,$P_3\left(\dfrac{-3+\sqrt{17}}{2},\dfrac{-1+\sqrt{17}}{2}\right)$,$P_4\left(\dfrac{-3-\sqrt{17}}{2},\dfrac{-1-\sqrt{17}}{2}\right)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
0.107962s