如图,抛物线y=ax2-2x+3(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,B(1,0).(1)求抛物线的解析式;(2)点P是线段AB上的动点,过P作PD∥AC,交BC于D,连结PC,当△PCD面积最大时.①求点P的坐标;②在直线AC上是否存在点Q,使得△PBQ是等腰三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.

问题描述:

如图,抛物线y=ax2-2x+3(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,B(1,0).

(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是线段AB上的动点,过P作PD∥AC,交BC于D,连结PC,当△PCD面积最大时.
①求点P的坐标;
②在直线AC上是否存在点Q,使得△PBQ是等腰三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.

(1)∵抛物线y=ax2-2x+3过B(1,0),
∴0=a-2+3,
∴a=-1,
即抛物线的解析式为y=-x2-2x+3;              …(3分)
(2)①过D作DE⊥x轴于E,
设P(m,0),则PB=1-m,
由(1)可知C(0,3)A(-3,0),
∴OC=3  AB=4,
∵PD∥AC,
∴△PDB∽△ACB,

DE
CO
=
BP
BA

DE
3
=
1−m
4

∴DE=
3
4
(1-m),…(5分)
∴S△PCD=S△PBC-S△PBD
=
1
2
PB•OC-
1
2
PB•DE,
=
1
2
(1-m)•3-
1
2
(1-m)•
3
4
(1-m),
=-
3
8
(m+1)2+
3
2

∵-3≤m≤1,
∴当m=-1时  S△PCD有最大值
3
2

∴P(-1,0);…(8分)
②在直线AC上是存在点Q,使得△PBQ是等腰三角形,理由如下:
法一:∵P(-1,0)、B(1,0),
∴PB=2,OP=OB,
∴CP=CB,
当QP=QB时,∴Q与C重合  即Q(0,3)…(9分)
∵OA=OC=3,
∴△OAC是等腰三角形,
∵AB=4∴点B到直线AC的距离为AB•sin45°=2
2

即BQ≥2
2
∴BQ≠BP,…(11分)
当PQ=PB=2时,PQ=PA,
∴∠PQA=∠PAQ=45°,
∴QP⊥AB,
∴Q(-1,2),
综上所述,存在点Q1(0,3)、Q2(-1,2)使得△PBQ是等腰三角形.
…(13分)
法二:∵P(-1,0)、B(1,0),
∴PB=2,OP=OB,
∴CP=CB,
当QP=QB时∴Q与C重合  即Q(0,3),…(9分)
由A(-3,0)、C(0,3)可求得直线AC的解析式为y=x+3,
设Q(n,n+3),
过Q作QF⊥x轴于F,则F(n,0),
∴PF=|-1-n|=|n+1|QF=|n+3|BF=|1-n|=|n-1|,
∴BQ2=BF2+QF2=(n+3)2+(n-1)2=2(n+1)2+8>4,
∴BQ≠BP,…(11分)
PQ2=PF2+QF2=(n+1)2+(n+3)2=2n2+8n+10,
当PQ=PB=2时,PQ2=4,
∴2n2+8n+10=4  解得n=-1或n=-3,…(12分)
∵n=-3时,Q与A重合,P、B、Q在同一直线上,
∴n=-3不合题意,
∴Q(-1,2),
综上所述,存在点Q1(0,3)、Q2(-1,2)使得△PBQ是等腰三角形.…(13分)
答案解析:(1)把B点的坐标代入抛物线的解析式,求出a的值即可;
(2)①过D作DE⊥x轴于E,设P(m,0),则PB=1-m,易证△PDB∽△ACB,利用相似三角形的性质即可求出DE的长,又因为S△PCD=S△PBC-S△PBD
进而得到△PCD面积和m的二次函数关系式,利用二次函数的性质即可求出面积最大值;②在直线AC上是存在点Q,使得△PBQ是等腰三角形,此题需要分两种情况讨论.
考试点:二次函数综合题.
知识点:此题考查的知识点有:勾股定理、二次函数解析的确定、相似三角形的判定和性质以及图形面积的求法等重要知识;在求图形面积的最大(小)问题时,将其转化为二次函数的最值问题是常用的方法.