已知抛物线 $y=ax^2+bx+c$ 的对称轴为直线 $x=2$,且与 $x$ 轴交于 $A,B$ 两点,与 $y$ 轴交于点 $C$.其中 $A\left(1,0\right)$,$C\left(0,-3\right)$.
【难度】
【出处】
【标注】
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    代几综合
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    函数与面积
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    函数与面积
  1. 求抛物线的解析式;
    标注
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      函数与面积
    答案
    $y=-x^2+4x-3$
    解析
    由题意得 $\begin{cases}a+b+c=0,\\c=-3,\\-\dfrac{b}{2a}=2.\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}a=-1,\\b=4,\\c=-3.\end{cases}$
    所以抛物线的解析式为 $y=-x^2+4x-3$.
  2. 若点 $P$ 在抛物线上运动(点 $P$ 不与点 $A$ 重合),如图,当 $\triangle PBC$ 面积与 $\triangle ABC$ 的面积相等时,求 $P$ 点的坐标.
    标注
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    答案
    点 $P$ 的坐标为:$P_1\left(2,1\right)$,$P_2\left(\dfrac{3-\sqrt{17}}{2},\dfrac{-7-\sqrt{17}}{2}\right)$,$P_3\left(\dfrac{3+\sqrt {17}}{2},\dfrac{-7+\sqrt{17}}{2}\right)$
    解析
    令 $-x^2+4x-3=0$,解得 $x_1=1$,$x_2=3$.所以 $B\left(3,0\right)$.① 如图,当点 $P$ 在 $BC$ 上方时,过点 $A$ 作直线 $BC$ 的平行线交抛物线于点 $P_1$,
    因为直线 $BC$ 的解析式为 $y=x-3$,
    所以设直线 $AP_1$ 的解析式为 $y=x+n$,
    因为直线 $AP_1$ 过点 $A\left(1,0\right)$,代入求得 $n=-1$.
    所以直线 $AP_1$ 的解析式为 $y=x-1$.
    解方程组 $\begin{cases}y=x-1,\\y=-x^2+4x-3.\end{cases}$
    得 $\begin{cases}x_1=1,\\y_1=0.\end{cases}\begin{cases}x_2=2,\\y_2=1.\end{cases}$
    所以点 $\left(1,0\right)$ 与 $A$ 点重合,所以 $P_1\left(2,1\right)$.
    ② 当点 $P$ 在 $BC$ 下方时,设直线 $AP_1$ 交 $y$ 轴于点 $E\left(0,-1\right)$,
    因为 $EC=2$,把直线 $BC$ 向下平移 $2$ 个单位得到直线 $y=x-5$,交抛物线于点 $P_2,P_3$,
    解方程组 $\begin{cases}y=x-5,\\y=-x^2+4x-3.\end{cases}$
    得 $\begin{cases}x_1=\dfrac {3+\sqrt {17}}{2},\\y_1=\dfrac {-7+\sqrt {17}}{2}\end{cases}\begin{cases}x_2=\dfrac {3-\sqrt{17}}{2},\\y_2=\dfrac {-7-\sqrt {17}}{2}.\end{cases}$
    所以 $P_2\left(\dfrac{3-\sqrt{17}}{2},\dfrac{-7-\sqrt{17}}{2}\right)$,$P_3\left(\dfrac{3+\sqrt {17}}{2},\dfrac{-7+\sqrt{17}}{2}\right)$.
    综上所述,点 $P$ 的坐标为:$P_1\left(2,1\right)$,$P_2\left(\dfrac{3-\sqrt{17}}{2},\dfrac{-7-\sqrt{17}}{2}\right)$,$P_3\left(\dfrac{3+\sqrt {17}}{2},\dfrac{-7+\sqrt{17}}{2}\right)$.
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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