Question

【题目】如图①，直线y=x+4交于x轴于点A，交y轴于点C，过A、C两点的抛物线F1交x轴于另一点B（1，0）．

（1）求抛物线F1所表示的二次函数的表达式；

（2）若点M是抛物线F1位于第二象限图象上的一点，设四边形MAOC和△BOC的面积分别为S四边形MAOC和S△BOC，记S=S四边形MAOC﹣S△BOC，求S最大时点M的坐标及S的最大值；

（3）如图②，将抛物线F1沿y轴翻折并“复制”得到抛物线F2，点A、B与（2）中所求的点M的对应点分别为A′、B′、M′，过点M′作M′E⊥x轴于点E，交直线A′C于点D，在x轴上是否存在点P，使得以A′、D、P为顶点的三角形与△AB′C相似？若存在，请求出点P的坐标；若不存在，请说明理由．

Answer 1

【答案】(1)y=﹣x2﹣x+4;(2)S有最大值为，此时，M（﹣，5）；点P的坐标为（2，0）或（﹣，0）．

【解析】

试题分析：（1）根据一次函数的解析式y=x+4可求出点A、C的坐标，再把A、B、C的坐标代入，利用待定系数法求二次函数的解析式；（2）由于M在抛物线F1上，所以可设M（a，﹣a2﹣a+4），分别计算S四边形MAOC和S△BOC，过点M作MD⊥x轴于点D，则S四边形MAOC的值等于△ADM的面积与梯形DOCM的面积之和，求得S四边形MAOC的值，再由S=S四边形MAOC﹣S△BOC表示出S与a的二次函数关系，根据二次函数的性质即可得S最大时点M的坐标及S的最大值；（3）由于不确定点P的具体位置，所以需要将点P的位置进行分类讨论，当点P在A′的右边时，此情况是不存在；当点P在A′的左边时，此时∠DA′P=∠CAB′，若以A′、D、P为顶点的三角形与△AB′C相似，则分为以下两种情况进行讨论：①；②，分别求得点P的坐标即可.

试题解析：（1）令y=0代入y=x+4，

∴x=﹣3，

A（﹣3，0），

令x=0，代入y=x+4，

∴y=4，

∴C（0，4），

设抛物线F1的解析式为：y=a（x+3）（x﹣1），

把C（0，4）代入上式得，a=﹣，

∴y=﹣x2﹣x+4，

（2）如图①，设点M（a，﹣a2﹣a+4）

其中﹣3＜a＜0

∵B（1，0），C（0，4），

∴OB=1，OC=4

∴S△BOC=OBOC=2，

过点M作MD⊥x轴于点D，

∴MD=﹣a2﹣a+4，AD=a+3，OD=﹣a，

∴S四边形MAOC=ADMD+（MD+OC）OD

=ADMD+ODMD+ODOC

=+

=+

=×3（﹣a2﹣a+4）+×4×（﹣a）

=﹣2a2﹣6a+6

∴S=S四边形MAOC﹣S△BOC

=（﹣2a2﹣6a+6）﹣2

=﹣2a2﹣6a+4

=﹣2（a+）2+

∴当a=﹣时，

S有最大值，最大值为

此时，M（﹣，5）；

（3）如图②，由题意知：M′（），B′（﹣1，0），A′（3，0）

∴AB′=2

设直线A′C的解析式为：y=kx+b，

把A′（3，0）和C（0，4）代入y=kx+b，

得：，

∴

∴y=﹣x+4，

令x=代入y=﹣x+4，

∴y=2

∴

由勾股定理分别可求得：AC=5，DA′=

设P（m，0）

当m＜3时，

此时点P在A′的左边，

∴∠DA′P=∠CAB′，

当=时，△DA′P∽△CAB′，

此时， =（3﹣m），

解得：m=2，

∴P（2，0）

当=时，△DA′P∽△B′AC，

此时， =（3﹣m）

m=﹣，

∴P（﹣，0）

当m＞3时，

此时，点P在A′右边，

由于∠CB′O≠∠DA′E，

∴∠AB′C≠∠DA′P

∴此情况，△DA′P与△B′AC不能相似，

综上所述，当以A′、D、P为顶点的三角形与△AB′C相似时，点P的坐标为（2，0）或（﹣，0）．