Question

如图，在直角坐标系中有一直角三角形AOB，O为坐标原点，OA=1，tan∠BAO=3，将此三角形绕原点O逆时针旋转90°，得到△DOC，抛物线y=ax²+bx+c经过点A、B、C．
（1）求抛物线的解析式；
（2）若点P是第二象限内抛物线上的动点，其横坐标为t，
①设抛物线对称轴l与x轴交于一点E，连接PE，交CD于F，求出当△CEF与△COD相似时，点P的坐标；
②是否存在一点P，使△PCD得面积最大？若存在，求出△PCD的面积的最大值；若不存在，请说明理由．

Answer 1

解：（1）在Rt△AOB中，OA=1，tan∠BAO==3，
∴OB=3OA=3．
∵△DOC是由△AOB绕点O逆时针旋转90°而得到的，
∴△DOC≌△AOB，
∴OC=OB=3，OD=OA=1，
∴A、B、C的坐标分别为（1，0），（0，3）（-3，0）．
代入解析式为
，
解得：．
∴抛物线的解析式为y=-x²-2x+3；

（2）①∵抛物线的解析式为y=-x²-2x+3，
∴对称轴l=-=-1，
∴E点的坐标为（-1，0）．
如图，当∠CEF=90°时，△CEF∽△COD．此时点P在对称轴上，即点P为抛物线的顶点，P（-1，4）；
当∠CFE=90°时，△CFE∽△COD，过点P作PM⊥x轴于点M，则△EFC∽△EMP．
∴，
∴MP=3EM．
∵P的横坐标为t，
∴P（t，-t²-2t+3）．
∵P在二象限，
∴PM=-t²-2t+3，EM=-1-t，
∴-t²-2t+3=3（-1-t），
解得：t₁=-2，t₂=-3（与C重合，舍去），
∴t=-2时，y=-（-2）²-2×（-2）+3=3．
∴P（-2，3）．
∴当△CEF与△COD相似时，P点的坐标为：（-1，4）或（-2，3）；
②设直线CD的解析式为y=kx+b，由题意，得
，
解得：，
∴直线CD的解析式为：y=x+1．
设PM与CD的交点为N，则点N的坐标为（t，t+1），
∴NM=t+1．
∴PN=PM-NM=t²-2t+3-（t+1）=-t²-+2．
∵S_△PCD=S_△PCN+S_△PDN，
∴S_△PCD=PN•CM+PN•OM
=PN（CM+OM）
=PN•OC
=×3（-t²-+2）
=-（t+）²+，
∴当t=-时，S_△PCD的最大值为．
分析：（1）先求出A、B、C的坐标，再运用待定系数法就可以直接求出二次函数的解析式；
（2）①由（1）的解析式可以求出抛物线的对称轴，分类讨论当∠CEF=90°时，当∠CFE=90°时，根据相似三角形的性质就可以求出P点的坐标；
②先运用待定系数法求出直线CD的解析式，设PM与CD的交点为N，根据CD的解析式表示出点N的坐标，再根据S_△PCD=S_△PCN+S_△PDN就可以表示出三角形PCD的面积，运用顶点式就可以求出结论．
点评：本题考查了相似三角形的判定及性质的运用，待定系数法求函数的解析式的运用，三角形的面积公式的运用，二次函数的顶点式的运用，解答本题时，先求出二次函数的解析式是关键，用函数关系式表示出△PCD的面积由顶点式求最大值是难点．