题目
如图10,抛物线y=-x2+bx+c与x轴分别交于点A、B,与y轴交于点C,且OA=1,OB=3,顶点为D,对称轴交x轴于点Q. (1)求抛物线对应的二次函数的表达式; (2)点P是抛物线的对称轴上一点,以点P为圆心的圆经过A、B两点,且与直线CD相切,求点P的坐标; (3)在抛物线的对称轴上是否存在一点M,使得△DCM∽△BQC?如果存在,求出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
答案:解:(1)∵OA=1,OB=3, ∴A(-1,0),B(3,0).……………………………………1分 代入y=-x2+bx+c,得 .………………………2分 解得 b=2,c=3. ∴抛物线对应二次函数的表达式为:y=-x2+2x+3;……3分 (2)如图,设直线CD切⊙P于点E.连结PE、PA,作CF⊥DQ于点F. ∴PE⊥CD,PE=PA. ……………………………4分 由y=-x2+2x+3,得 对称轴为直线x=1,C(0,3)、D(1,4).……5分 ∴DF=4-3=1,CF=1, ∴DF=CF, ∴△DCF为等腰直角三角形. ∴∠CDF=45°, ∴∠EDP=∠EPD=45°, ∴DE=EP, ∴△DEP为等腰三角形. 设P(1,m), ∴EP2=(4-m)2. ………………………6分 在△APQ中,∠PQA=90°, ∴AP2=AQ2+PQ2=[1-(-1)]2+m2.……7分 ∴ (4-m)2=[1-(-1)]2+m2. 解得, m=. ∴点P的坐标为(1,)或(1,).………8分 (3)存在点M,使得△DCM∽△BQC.……………9分 如图,连结CQ、CB、CM, ∵C(0,3),OB=3,∠COB=90°, ∴△COB为等腰直角三角形, ∴∠CBQ=45°,BC=3. 由(2)可知,∠CDM=45°,CD=, ∴∠CBQ=∠CDM.……………………………10分 ∴△DCM∽△BQC分两种情况. 当时, ∴,解得 DM=. ∴QM=DQ-DM=4-=. ∴M1(1,).…………………………………11分 当时, ∴,解得 DM=3. ∴QM=DQ-DM=4-3=1. ∴M2(1,1). 综上,点M的坐标为(1,)或(1,1).