如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点,与y轴交于点C,且

如图,在平面直角坐标系中,抛物线x轴交于点,与y轴交于点C,且直线过点B,与y轴交于点D,点C与点D关于x轴对称.点P是线段上一动点,过点Px轴的垂线交抛物线于点M,交直线于点N

1)求抛物线的函数解析式;

2)当的面积最大时,求点P的坐标;

3)在(2)的条件下,在y轴上是否存在点Q,使得以三点为顶点的三角形是直角三角形,若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.

答案

1;(2)(20);(3)存在,(012)或(0-4)或(0)或(0.

【解析】

1)根据直线求出点B和点D坐标,再根据CD之间的关系求出点C坐标,最后运用待定系数法求出抛物线表达式;

2)设点P坐标为(m0),表示出MN的坐标,再利用三角形面积求法得出SBMD=,再求最值即可;

3)分当∠QMN=90°时,当∠QNM=90°时,当∠MQN=90°时,三种情况,结合相似三角形的判定和性质,分别求解即可.

【详解】

解:(1)∵直线过点B,点Bx轴上,

y=0,解得x=6,令x=0,解得y=-6

B60),D0-6),

∵点C和点D关于x轴对称,

C06),

∵抛物线经过点B和点C,代入,

,解得:

∴抛物线的表达式为:

2)设点P坐标为(m0),

则点M坐标为(m),点N坐标为(mm-6),

MN=-m+6=

SBMD=SMNB+SMND

=

=

=-3(m-2)2+48

m=2时,SBMD最大=48

此时点P的坐标为(20);

3)存在,

由(2)可得:M212),N2-4),

设点Q的坐标为(0n),

当∠QMN=90°时,即QMMN,如图,

可得,此时点Q和点M的纵坐标相等,

Q012);

当∠QNM=90°时,即QNMN,如图,

可得,此时点Q和点N的纵坐标相等,

Q0-4);

当∠MQN=90°时,MQNQ,如图,

分别过点MNy轴的垂线,垂足为EF

∵∠MQN=90°,

∴∠MQE+NQF=90°,又∠MQE+QME=90°,

∴∠NQF=QME

∴△MEQ∽△QFN

,即

解得:n=

∴点Q0)或(0),

综上:点Q的坐标为(012)或(0-4)或(0)或(0.

【点睛】

本题是二次函数综合题,考查了二次函数的表达式,相似三角形的判定和性质,直角三角形的性质,二次函数的最值,解一元二次方程,解题时要注意数形结合,分类讨论思想的运用.

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