题目:
(2013·宝安区一模)如图,抛物线
y=ax2+x+2(a≠0)的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点我,已知B点坐标(4,0).

(1)求抛物线的解析式;
(2)试探究△ABC的外接圆的圆心P位置,并求圆心P坐标;
(3)若D是抛物线上一动点,是否存在点D,使以P、B、C、D为顶点的四边形是梯形?如果存在,请直接写出满足条件的点D的坐标;如果不存在,请说明理由.
答案
解:(1)将点B(4,0)的坐标代入可得:16a+6+2=0,
解得:a=-
,
故抛物线的解析式为y=-
x
2+
x+2.
(2)∵抛物线的解析式为y=-
x
2+
x+2,
∴点C的坐标为(0,2),点A的坐标为(-1,0),
∴AC
2=AO
2+OC
2=5,BC
2=OC
2+OB
2=20,AB
2=(OA+OB)
2=25,
∵AC
2+BC
2=AB
2,
∴△ABC为直角三角形,
∴△ABC的外接圆的圆心P位置在斜边AB的中点处,
∴点P的坐标为(
,0).

(3)存在点D的坐标.
①若BC为梯形的底边,过点P作BC的平行线,交抛物线于点D,
设直线BC的解析式为y=kx+b,
将点B、点C的坐标代入可得:
,
解得:
,
故直线BC的解析式为y=-
x+2,
故可设直线PD的解析式为y=-
x+c,
将点P的坐标(
,0)代入可得:-
×
+c=0,
解得:c=
,
故直线PD的解析式为y=-
x+
,
联立抛物线与直线PD的解析式:
,
解得:
或
,
即点D的坐标为(
,
)或(
,
).
②若BC为梯形的对角线,过点C作CD∥BP,交抛物线于点D,
此时点D的纵坐标为2,将y=2代入抛物线解析式可得点D的坐标为(3,2);
③当CP为底边,过B作CP的平行线,方法同第二种情况,

∵P(
,0),C(0,2),
∴直线PC的解析式为y=-
x+2,
∵BD∥PC,B(4,0),
∴直线BD的解析式为y=-
x+
,
∴
,解得
或
∴D(
,
).
综上可得点D的坐标为:(
,
)或(
,
)或(3,2)或(
,
).
解:(1)将点B(4,0)的坐标代入可得:16a+6+2=0,
解得:a=-
,
故抛物线的解析式为y=-
x
2+
x+2.
(2)∵抛物线的解析式为y=-
x
2+
x+2,
∴点C的坐标为(0,2),点A的坐标为(-1,0),
∴AC
2=AO
2+OC
2=5,BC
2=OC
2+OB
2=20,AB
2=(OA+OB)
2=25,
∵AC
2+BC
2=AB
2,
∴△ABC为直角三角形,
∴△ABC的外接圆的圆心P位置在斜边AB的中点处,
∴点P的坐标为(
,0).

(3)存在点D的坐标.
①若BC为梯形的底边,过点P作BC的平行线,交抛物线于点D,
设直线BC的解析式为y=kx+b,
将点B、点C的坐标代入可得:
,
解得:
,
故直线BC的解析式为y=-
x+2,
故可设直线PD的解析式为y=-
x+c,
将点P的坐标(
,0)代入可得:-
×
+c=0,
解得:c=
,
故直线PD的解析式为y=-
x+
,
联立抛物线与直线PD的解析式:
,
解得:
或
,
即点D的坐标为(
,
)或(
,
).
②若BC为梯形的对角线,过点C作CD∥BP,交抛物线于点D,
此时点D的纵坐标为2,将y=2代入抛物线解析式可得点D的坐标为(3,2);
③当CP为底边,过B作CP的平行线,方法同第二种情况,

∵P(
,0),C(0,2),
∴直线PC的解析式为y=-
x+2,
∵BD∥PC,B(4,0),
∴直线BD的解析式为y=-
x+
,
∴
,解得
或
∴D(
,
).
综上可得点D的坐标为:(
,
)或(
,
)或(3,2)或(
,
).