如图,在平面直角坐标系xOy中,A、B为x轴上两点,C、D为y轴上的两点,经过点A、C、B的抛物线的一部分c1与经过点A、D、B的抛物线的一部分c2组合成一条封闭曲线,我们把这条封闭曲线成为“蛋线”.已知点C的坐标为(0,),点M是抛物线C2:y=mx2﹣2mx﹣3m(m<0)的顶点.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)“蛋线”在第四象限上是否存在一点P,使得△PBC的面积最大?若存在,求出△PBC面积的最大值;若不存在,请说明理由;
(3)当△BDM为直角三角形时,求m的值.
如图,在平面直角坐标系xOy中,A、B为x轴上两点,C、D为y轴上的两点,经过点A、C、B的抛物线的一部分c1与经过点A、D、B的抛物线的一部分c2组合成一条封闭曲线,我们把这条封闭曲线成为“蛋线”.已知点C的坐标为(0,),点M是抛物线C2:y=mx2﹣2mx﹣3m(m<0)的顶点.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)“蛋线”在第四象限上是否存在一点P,使得△PBC的面积最大?若存在,求出△PBC面积的最大值;若不存在,请说明理由;
(3)当△BDM为直角三角形时,求m的值.
解:(1)y=mx2﹣2mx﹣3m,
=m(x﹣3)(x+1),
∵m≠0,
∴当y=0时,x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0);
(2)设C1:y=ax2+bx+c,将A,B,C三点坐标代入得:
,
解得:,
故C1:y=x2﹣x﹣
;
如图,过点P作PQ∥y轴,交BC于Q,
由B、C的坐标可得直线BC的解析式为y=x﹣
,
设p(x, x2﹣x﹣
),则Q(x,
x﹣
),PQ=
x﹣
﹣(
x2﹣x﹣
)=﹣
x2+
x,
S△PBC=S△PCQ+S△PBQ=PQ•OB=
×3×(﹣
x2+
x)=﹣
+
x=﹣
(x﹣
)2+
,
当x=时,Smax=
,
∴P()
(3)y=mx2﹣2mx﹣3m=m(x﹣1)2﹣4m,
顶点M坐标(1,﹣4m),
当x=0时,y=﹣3m,
∴D(0,﹣3m),B(3,0),
∴DM2=(0﹣1)2+(﹣3m+4m)2=m2+1,
MB2=(3﹣1)2+(0+4m)2=16m2+4,
BD2=(3﹣0)2+(0+3m)2=9m2+9,
当△BDM为直角三角形时,分两种情况:
①当∠BDM=90°时,有DM2+BD2=MB2,
解得m1=﹣1,m2=1(∵m<0,∴m=1舍去);
②当∠BMD=90°时,有DM2+MB2=BD2,
解得m1=﹣,m2=
(舍去),
综上,m=﹣1或﹣时,△BDM为直角三角形.