如图,已知抛物线 $y=ax^2+bx+c$ 的对称轴为直线 $x=-1$,且经过 $A\left(1,0\right),C\left(0,3\right)$ 两点,与 $x$ 轴的另一个交点为 $B$.
【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. 在抛物线的对称轴 $x=-1$ 上找一点 $M$,使点 $M$ 到点 $A$ 的距离与到点 $C$ 的距离之和最小,求点 $M$ 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
    点 $M$ 的坐标为 $\left(-1,2\right)$
    解析
    依题意得 $\begin{cases}-\dfrac{b}{2a }=-1,\\a+b+c=0,\\c=3 .\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}a=-1,\\b=-2,\\c=3.\end{cases}$
    所以抛物线解析式为 $y=-x^2-2x+3$,
    所以点 $B\left(-3,0\right)$.
    从而直线 $BC$ 的解析式为 $ y=x+3 $.
    使 $MA+MC$ 最小的点 $M$ 应为直线 $BC$ 与对称轴 $x=
    -1$ 的交点,
    所以点 $M$ 的坐标为 $\left(-1,2\right)$.
  2. 设点 $P$ 为抛物线的对称轴 $x=-1$ 上的一个动点,求使 $\triangle BPC$ 为直角三角形的点 $P$ 的坐标.
    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 $\left(-1 ,-2\right)$,$\left(-1, 4\right)$,$\left(-1,\dfrac{{3 + \sqrt {17} }}{2}\right)$ 或 $\left(-1,\dfrac{{3 - \sqrt {17} }}{2}\right)$
    解析
    设 $P\left(-1,t\right)$,结合 $B\left(-3,0\right)$,$C\left(0, 3\right)$,得
    $BC^{2}=18$,$ {PB}^2=\left(-1+3\right)^2+t^2=4+t^2$,$ {PC}^2=\left(-1\right)^2+\left(t-3\right)^2=t^2-6t+10$.
    ① 若 $B$ 为直角顶点,则 $BC^2+PB^2=PC^2$,
    即 $18+4+t^2=t^2-6t+10$.解之,得 $t=-2$.
    ② 若 $C$ 为直角顶点,则 $BC^2+PC^2=PB^2$,
    即 $18+t^2-6t+10=4+t^2$.解之,得 $t=4$.
    ③ 若 $P$ 为直角顶点,则 $PB^2+PC^2=BC^2$,
    即 $4+t^2+t^2-6t+10=18$ 解之,得 $t_1=\dfrac{3+\sqrt{17}}{2}$,$t_2=\dfrac{3-\sqrt{17}}{2}$
    综上所述,满足条件的点 $P$ 的坐标为 $\left(-1 ,-2\right)$,$\left(-1, 4\right)$,$\left(-1,\dfrac{{3 + \sqrt {17} }}{2}\right)$ 或 $\left(-1,\dfrac{{3 - \sqrt {17} }}{2}\right)$.
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
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