在平面直角坐标系中,抛物线 $y=-x^2-2x+3$ 与 $x$ 轴交于 $A$,$B$ 两点($A$ 在 $B$ 的左侧),与 $y$ 轴交于点 $C$,顶点为 $D$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 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. 如图1,在 $x$ 轴上找一点 $E$,使得 $\triangle CDE$ 的周长最小,求点 $E$ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      线段最值
      >
      轴对称之最短路径
    答案
    $\left(-\dfrac 37,0\right)$
    解析
    作点 $C(0,3)$ 关于 $x$ 轴的对称点 $C'$,则 $C'$ 的坐标为 $(0,-3)$.连接 $DC'$,$DC'$ 交 $x$ 轴于点 $E$,则点 $E$ 就是使得 $\triangle CDE$ 的周长最小的点,如图所示.设直线 $DC'$ 的解析式为 $y=kx+b$,
    把 $D(-1,4)$,$C'(0,-3)$ 分别代入 $y=kx+b$,得
    $\begin{cases}4=-k+b,\\-3=b.\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}k=-7,\\b=-3.\end{cases}$
    所以直线 $DC'$ 的解析式为 $y=-7x-3$.
    把 $y=0$ 代入 $y=-7x-3$,得 $0=-7x-3$.解得 $x=-\dfrac 37$.
    所以点 $E$ 的坐标为 $\left(-\dfrac 37,0\right)$.
  2. 如图2,$F$ 为直线 $AC$ 上的动点,在抛物线上是否存在点 $P$,使得 $\triangle AFP$ 为等腰直角三角形?若存在,求出点 $P$ 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
    点 $P$ 的坐标为 $(2,-5)$ 或 $(1,0)$
    解析
    存在符合题意的点 $P$.
    设直线 $AC$ 的解析式为 $y=ax+c$,把 $A(-3,0)$,$C(0,3)$ 分别代入 $y=ax+c$,得
    $\begin{cases}-3a+c=0,\\c=3.\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}a=1,\\c=3.\end{cases}$
    所以直线 $AC$ 的解析式为 $y=x+3$.
    设点 $F$ 的坐标为 $(m,m+3)$.
    ① 当 $\angle PAF=90^\circ$ 时,$P$ 的坐标为 $(m,-m-3)$.
    把 $P(m,-m-3)$ 代入 $y=-x^2-2x+3$,得
    $-m-3=-m^2-2m+3$.
    解得 $m_1=-3$(不合题意,舍去),$m_2=2$.
    所以 $P$ 的坐标为 $(2,-5)$.
    ② 当 $\angle AFP=90^\circ$ 时,$P$ 的坐标为 $(2m+3,0)$.
    把 $P(2m+3,0)$ 代入 $y=-x^2-2x+3$,得
    $-(2m+3)^2-2(2m+3)+3=0$.
    解得 $m_1=-3$(不合题意,舍去),$m_2=-1$.
    所以 $P$ 的坐标为 $(1,0)$.
    ③ 当 $\angle APF=90^\circ$ 时,$P$ 的坐标为 $(m,0)$.
    把 $P(m,0)$ 代入 $y=-x^2-2x+3$,得
    $-m^2-2m+3=0$.
    解得 $m_1=-3$(不合题意,舍去),$m_2=1$.
    所以 $P$ 的坐标为 $(1,0)$.
    综上可知,符合题意的点 $P$ 的坐标为 $(2,-5)$ 或 $(1,0)$.
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
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