如图,抛物线 $L:y=ax^2+bx+c$ 与 $x$ 轴交于 $A,B(3,0) $ 两点($A$ 在 $B$ 的左侧),与 $y$ 轴交于点 $C(0,3) $,已知对称轴 $x=1$.设点 $P$ 是抛物线 $L$ 上任一点,点 $Q$ 在直线 $l:x=-3$ 上,$\triangle PBQ$ 能否成为以点 $P$ 为直角顶点的等腰直角三角形?若能,求出符合条件的点 $P$ 的坐标;若不能,请说明理由.

【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
能,点 $P$ 的坐标为 $(0,3)$,$(1,4)$,$\left(\dfrac{3+\sqrt{33}}{2},\dfrac{-9-\sqrt{33}}{2}\right)$ 或 $\left(\dfrac{3-\sqrt{33}}{2},\dfrac{-9+\sqrt{33}}{2}\right)$
【解析】
由题意可得点 $A$ 的坐标为 $(-1,0)$.
所以抛物线解析式可变为 $y=a(x+1)(x-3)=ax^2-2ax-3a$,
由点 $C$ 的坐标可得 $-3a=3$,即 $a=-1$.
所以抛物线的解析式为 $y=-x^2+2x+3$.
如图,过 $P$ 点作 $PM$ 垂直于 $y$ 轴,垂足为点 $M$,过 $B$ 点作 $BN$ 垂直于直线 $PM$,垂足为点 $N$.
若 $\triangle PBQ$ 是以点 $P$ 为直角顶点的等腰直角三角形,
无论点 $P$ 在 $BQ$ 的上方或下方,由“弦图模型”均可得 $\triangle PQM\cong \triangle BPN$,
所以 $PM=BN$.
设点 $P$ 的坐标为 $(m,-m^2+2m+3)$,则 $PM=|m+3|$,$BN=|-m^2+2m+3|$.
所以 $|m+3|=|-m^2+2m+3|$,
解得 $m_1=0$,$m_2=1$,$m_3=\dfrac{3+\sqrt{33}}{2}$,$m_4=\dfrac{3-\sqrt{33}}{2}$.
所以点 $P$ 的坐标为 $(0,3)$,$(1,4)$,$\left(\dfrac{3+\sqrt{33}}{2},\dfrac{-9-\sqrt{33}}{2}\right)$ 或 $\left(\dfrac{3-\sqrt{33}}{2},\dfrac{-9+\sqrt{33}}{2}\right)$.
所以抛物线解析式可变为 $y=a(x+1)(x-3)=ax^2-2ax-3a$,
由点 $C$ 的坐标可得 $-3a=3$,即 $a=-1$.
所以抛物线的解析式为 $y=-x^2+2x+3$.
如图,过 $P$ 点作 $PM$ 垂直于 $y$ 轴,垂足为点 $M$,过 $B$ 点作 $BN$ 垂直于直线 $PM$,垂足为点 $N$.

无论点 $P$ 在 $BQ$ 的上方或下方,由“弦图模型”均可得 $\triangle PQM\cong \triangle BPN$,
所以 $PM=BN$.
设点 $P$ 的坐标为 $(m,-m^2+2m+3)$,则 $PM=|m+3|$,$BN=|-m^2+2m+3|$.
所以 $|m+3|=|-m^2+2m+3|$,
解得 $m_1=0$,$m_2=1$,$m_3=\dfrac{3+\sqrt{33}}{2}$,$m_4=\dfrac{3-\sqrt{33}}{2}$.
所以点 $P$ 的坐标为 $(0,3)$,$(1,4)$,$\left(\dfrac{3+\sqrt{33}}{2},\dfrac{-9-\sqrt{33}}{2}\right)$ 或 $\left(\dfrac{3-\sqrt{33}}{2},\dfrac{-9+\sqrt{33}}{2}\right)$.
答案
解析
备注