如图,直线 $y=-3x+3$ 与 $x$ 轴、$y$ 轴分别交于点 $A,B$.抛物线 $y=a\left(x-2\right)^2+k$ 经过 $A,B$,并与 $x$ 轴交于另一点 $C$,其顶点为 $P$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    平行四边形的存在性
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    线段最值
    >
    轴对称之最短路径
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    直角三角形的存在性
  1. 在图中求一点 $Q,A,B,C$ 为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出相应的点 $Q$ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      平行四边形的存在性
    答案
    $Q$ 点的坐标为 $\left(-2,3\right)$ 或 $\left(2,3\right)$ 或 $\left(4,-3\right)$
    解析
    由直线解析式可得点 $A\left(1,0\right)$,点 $B\left(0,3\right)$.
    而抛物线的对称轴为 $x=2$,所以点 $C(3,0)$.
    所以 $AC=3-1=2$,$AB=\sqrt {10}$.
    ① 如图,过点 $B$ 作平行 $x$ 轴的直线,在 $B$ 点两侧分别截取线段 $BQ_1=BQ_2=AC=2$.则点 $Q_1\left(-2,3\right)$,点 $Q_2\left(2,3\right)$,
    此时四边形 $ACBQ_1$ 和四边形 $ACQ_2B$ 均为平行四边形.
    ② 如图,过点 $C$ 作 $AB$ 的平行线,在 $C$ 点分别两侧截取 $CQ_3=CQ_4=AB= \sqrt {10}$.则点 $Q_3,Q_4$ 到 $x$ 轴的距离都等于点 $B$ 到 $x$ 轴的距离也为 $3$,且到直线 $x=3$ 的距离为 $1$,
    所以点 $ Q_3\left(2,3\right)$,点 $Q_4\left(4,-3\right)$.
    而此时四边形 $ACQ_3B$ 和四边形 $AQ_4CB$ 也为平行四边形.
    综上所述,满足条件的点 $Q$ 的坐标为 $\left(-2,3\right)$ 或 $\left(2,3\right)$ 或 $\left(4,-3\right)$.
  2. 抛物线的对称轴上是否存在一点 $M$,使 $\triangle ABM$ 的周长最小?若存在,求 $\triangle ABM$ 的周长;若不存在,请说明理由;
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      线段最值
      >
      轴对称之最短路径
    答案
    存在,$\triangle ABM$ 的周长为 $\sqrt {10}+3\sqrt 2$
    解析
    如图,连接 $BC$ 交对称轴于点 $M$,连接 $MA$.此时 $\triangle ABM$ 周长最小,最小值为 $AB+BC$.
    易求 $AB=\sqrt{10}$,$BC=3\sqrt 2$,
    所以 $\triangle ABM$ 的周长的最小值为 $\sqrt {10}+3\sqrt 2$.
  3. 抛物线的对称轴是上是否存在一点 $N$,使 $\triangle ABN$ 是以 $AB$ 为斜边的直角三角形?若存在,求出 $N$ 点的坐标,若不存在,请说明理由.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      直角三角形的存在性
    答案
    存在,点 $N$ 的坐标为 $\left(2,1\right)$ 或 $\left(2,2\right)$
    解析
    设点 $N$ 的坐标为 $\left(2,n\right)$,
    则 $NB^2=2^2+\left(n-3\right)^2=n^2-6n+13$,$NA^2=\left(2-1\right)^2+n^2=1+n^2$,且 $AB^2=10$.
    当 $\triangle ABN$ 为以 $AB$ 为斜边的直角三角形时,由勾股定理可得 $NB^2+NA^2=AB^2$,
    所以 $ n^2-6n+13+1+n^2=10$,解得 $n=1$ 或 $n=2$,
    即点 $N$ 的坐标为 $\left(2,1\right)$ 或 $\left(2,2\right)$,
    综上所述,存在满足条件的 $N$ 点,其坐标为 $\left(2,1\right)$ 或 $\left(2,2\right)$.
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 问题3 答案3 解析3 备注3
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