抛物线y=-x2+bx+c经过点A、B、C,已知A(-1,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,P为线段BC上一点,过点P作y轴平行线,交抛物线于点D,当△BDC的面积最大时,求点P的坐标;
(3)如图2,抛物线顶点为E,EF⊥x轴于F点,M(m,0)是x轴上一动点,N是线段EF上一点,若∠MNC=90°,请指出实数m的变化范围,并说明理由.
抛物线y=-x2+bx+c经过点A、B、C,已知A(-1,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,P为线段BC上一点,过点P作y轴平行线,交抛物线于点D,当△BDC的面积最大时,求点P的坐标;
(3)如图2,抛物线顶点为E,EF⊥x轴于F点,M(m,0)是x轴上一动点,N是线段EF上一点,若∠MNC=90°,请指出实数m的变化范围,并说明理由.
解:(1)由题意得:,解得:
,
∴抛物线解析式为;
(2)令,∴x1= -1,x2=3,即B(3,0),
设直线BC的解析式为y=kx+b′,
∴,解得:
,∴直线BC的解析式为
,
设P(a,3-a),则D(a,-a2+2a+3),∴PD=(-a2+2a+3)-(3-a)=-a2+3a,
∴S△BDC=S△PDC+S△PDB
,
∴当时,△BDC的面积最大,此时P(
,
);
(3)由(1),y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,∴OF=1,EF=4,OC=3,
过C作CH⊥EF于H点,则CH=EH=1,
当M在EF左侧时,∵∠MNC=90°,则△MNF∽△NCH,∴,
设FN=n,则NH=3-n,∴,即n2-3n-m+1=0,
关于n的方程有解,△=(-3)2-4(-m+1)≥0,得m≥,
当M在EF右侧时,Rt△CHE中,CH=EH=1,∠CEH=45°,即∠CEF=45°,
作EM⊥CE交x轴于点M,则∠FEM=45°,∵FM=EF=4,∴OM=5,
即N为点E时,OM=5,∴m≤5,
综上,m的变化范围为:≤m≤5.