题目
在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3过点A(﹣3,0),B(1,0),与y轴交于点C,顶点为点D. (1)求抛物线的解析式; (2)点P为直线CD上的一个动点,连接BC; ①如图1,是否存在点P,使∠PBC=∠BCO?若存在,求出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由; ②如图2,点P在x轴上方,连接PA交抛物线于点N,∠PAB=∠BCO,点M在第三象限抛物线上,连接MN,当∠ANM=45°时,请直接写出点M的坐标.
答案:(1)y=x2+2x﹣3;(2)①存在,点P的坐标为(1,﹣2)或(﹣5,﹣8);②点M(﹣,﹣) 【解析】 (1)y=ax2+bx﹣3=a(x+3)(x﹣1),即可求解; (2)①分点P(P′)在点C的右侧、点P在点C的左侧两种情况,分别求解即可; ②证明△AGR≌△RHM(AAS),则点M(m+n,n﹣m﹣3),利用点M在抛物线上和AR=NR,列出等式即可求解. 【详解】 解:(1)y=ax2+bx﹣3=a(x+3)(x﹣1), 解得:a=1, 故抛物线的表达式为:y=x2+2x﹣3①; (2)由抛物线的表达式知,点C、D的坐标分别为(0,﹣3)、(﹣1,﹣4), 由点C、D的坐标知,直线CD的表达式为:y=x﹣3; tan∠BCO=,则cos∠BCO=; ①当点P(P′)在点C的右侧时, ∵∠P′AB=∠BCO, 故P′B∥y轴,则点P′(1,﹣2); 当点P在点C的左侧时, 设直线PB交y轴于点H,过点H作HN⊥BC于点N, ∵∠PBC=∠BCO, ∴△BCH为等腰三角形,则 BC=2CH•cos∠BCO=2×CH×=, 解得:CH=,则OH=3﹣CH=,故点H(0,﹣), 由点B、H的坐标得,直线BH的表达式为:y=x﹣②, 联立①②并解得:, 故点P的坐标为(1,﹣2)或(﹣5,﹣8); ②∵∠PAB=∠BCO,而tan∠BCO=, 故设直线AP的表达式为:y=,将点A的坐标代入上式并解得:s=1, 故直线AP的表达式为:y=x+1, 联立①③并解得:,故点N(,); 设△AMN的外接圆为圆R, 当∠ANM=45°时,则∠ARM=90°,设圆心R的坐标为(m,n), ∵∠GRA+∠MRH=90°,∠MRH+∠RMH=90°, ∴∠RMH=∠GAR, ∵AR=MR,∠AGR=∠RHM=90°, ∴△AGR≌△RHM(AAS), ∴AG=m+3=RH,RG=﹣n=MH, ∴点M(m+n,n﹣m﹣3), 将点M的坐标代入抛物线表达式得:n﹣m﹣3=(m+n)2+2(m+n)﹣3③, 由题意得:AR=NR,即(m+3)2=(m﹣)2+()2④, 联立③④并解得:, 故点M(﹣,﹣). 【点睛】 本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、三角形全等、圆的基本知识等,其中(2)①,要注意分类求解,避免遗漏.