如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,B点坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在x轴下方的抛物线上,过点P的直线y=x+m与直线BC交于点E,与y轴交于点F,求PE+EF的最大值;
(3)点D为抛物线对称轴上一点,当△BCD是以BC为直角边的直角三角形时,求点D的坐标.
如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点,B点坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P在x轴下方的抛物线上,过点P的直线y=x+m与直线BC交于点E,与y轴交于点F,求PE+EF的最大值;
(3)点D为抛物线对称轴上一点,当△BCD是以BC为直角边的直角三角形时,求点D的坐标.
解:(1)由题意得,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2-4x+3;
(2)如解图①,过点P作PG∥CF交CB与点G,
第5题解图①
由题可知,直线BC的解析式为y=-x+3,OC=OB=3,
∴∠OCB=45°.
同理可知∠OFE=45°,
∴△CEF为等腰直角三角形,
∵PG∥CF,
∴△GPE为等腰直角三角形,
∵F(0,m),C(0,3),
∴CF=3-m,
∵△CEF∽△GEP
∴EF=CF=
(3-m), PE=
PG,
设P(t,t2-4t+3)(1<t<3), 则G(t,-t+3)PE=PG=
(-t+3-t-m)=
(-m-2t+3),
∵点P是直线y=x+m与抛物线的交点,
∴t2-4t+3=t+m,
∴PE+EF=(3-m)+
(-m-2t+3)=
(-2t-2m+6)=-
(t+m-3)=-
(t2-4t)= -
(t-2)2+4
,
∴当t=2时,PE+EF最大,最大值为4;
(3)由(1)知对称轴x=2,设点D(2,n),如解图②.
第5题解图②
当△BCD是以BC为直角边的直角三角形时,分两种情况讨论:
(ⅰ)D在C上方D1位置时,由勾股定理得CD+BC2=BD
,即(2-0)2+(n-3)2+(3
)2=(3-2)2+(0-n)2 ,解得n=5;
(ⅱ)D在C下方D2位置时,由勾股定理得BD+BC2=CD
,
即(2-3)2+(n-0)2+(3)2=(2-0)2+(n-3)2 ,解得n=-1,
综上所述,当△BCD是以BC为直角边的直角三角形时,D为(2,5)或(2,-1).