题目:
已知抛物线y=ax
2+bx+3,与x轴交于A(-3,0)、B(1,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)在平面直角坐标系中,是否存在点D,是以A、B、C、D为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点D的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)在抛物线的对称轴l上存在点Q,使△ACQ为直角三角形,请求出点Q的坐标.
答案
解:(1)依题意,得
,
解得,
,(2分)
抛物线的解析式为y=-x
2-2x+3,
顶点坐标为(-1,4);

(2)如图,∵AB=4,OC=3,
∴CD
1=CD
2=AB=4,
D的坐标为D
1(-4,3),D
2(4,3),
∵D
3E=OC=3,AE=OB,可得E点坐标为(-2,0),
∴D
3(-2,-3);
(3)抛物线y=-x
2-2x+3与y轴的交点C的坐标为(0,3),
设点Q的坐标为(-1,m),
①若∠QAC=90°,如图1,设抛物线的对称轴与x轴的交点
为E,则E(-1,0),则AE=2,EQ=-m,

由△AEQ∽△COA,得
=,
∴
=,
∴m=-2,
∴点Q的坐标为(-1,-2);
②若∠QCA=90°,如图2,作QF⊥y轴于点F,则QF=1,FC=m-3,
由△QFC∽△COA,得
=,
∴
=,
∴m=4,
∴点Q的坐标为(-1,4);
③若∠CQA=90°,如图3,设AC的中点为O
1,则O
1的坐标为
(-,),作O
1G⊥l于点G,则QG=
|m-|,O
1G=
,
由勾股定理得,
O1Q2=QG2+O1G2=+m2-3m+=m2-3m+,
∵
O1Q=AC=,
∴
m2-3m+=,
解得,
m=,
∴点Q的坐标为
(-1,),
(-1,);
综上所述,使△ACQ为直角三角形,点Q的坐标为
(-1,-2)、(-1,4)、
(-1,)或
(-1,).
解:(1)依题意,得
,
解得,
,(2分)
抛物线的解析式为y=-x
2-2x+3,
顶点坐标为(-1,4);

(2)如图,∵AB=4,OC=3,
∴CD
1=CD
2=AB=4,
D的坐标为D
1(-4,3),D
2(4,3),
∵D
3E=OC=3,AE=OB,可得E点坐标为(-2,0),
∴D
3(-2,-3);
(3)抛物线y=-x
2-2x+3与y轴的交点C的坐标为(0,3),
设点Q的坐标为(-1,m),
①若∠QAC=90°,如图1,设抛物线的对称轴与x轴的交点
为E,则E(-1,0),则AE=2,EQ=-m,

由△AEQ∽△COA,得
=,
∴
=,
∴m=-2,
∴点Q的坐标为(-1,-2);
②若∠QCA=90°,如图2,作QF⊥y轴于点F,则QF=1,FC=m-3,
由△QFC∽△COA,得
=,
∴
=,
∴m=4,
∴点Q的坐标为(-1,4);
③若∠CQA=90°,如图3,设AC的中点为O
1,则O
1的坐标为
(-,),作O
1G⊥l于点G,则QG=
|m-|,O
1G=
,
由勾股定理得,
O1Q2=QG2+O1G2=+m2-3m+=m2-3m+,
∵
O1Q=AC=,
∴
m2-3m+=,
解得,
m=,
∴点Q的坐标为
(-1,),
(-1,);
综上所述,使△ACQ为直角三角形,点Q的坐标为
(-1,-2)、(-1,4)、
(-1,)或
(-1,).