如图,顶点为M的抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(﹣1,0),B两点,与y轴交于点C,过点C作CD⊥y轴交抛物线于另一点D,作DE⊥x轴,垂足为点E,双曲线y=(x>0)经过点D,连接MD,BD.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点N,F分别是x轴,y轴上的两点,当以M,D,N,F为顶点的四边形周长最小时,求出点N,F的坐标;
(3)动点P从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿OC方向运动,运动时间为t秒,当t为何值时,∠BPD的度数最大?(请直接写出结果)
解;(1)C(0,3)
∵CD⊥y,
∴D点纵坐标是3,
∵D在y=上,
∴D(2,3),
将点A(﹣1,0)和D(2,3)代入y=ax2+bx+3,
∴a=﹣1,b=2,
∴y=﹣x2+2x+3;
(2)M(1,4),B(3,0),
作M关于y轴的对称点M',作D关于x轴的对称点D',连接M'D'与x轴、y轴分别交于点N、F,
则以M,D,N,F为顶点的四边形周长最小即为M'D'+MD的长;
∴M'(﹣1,4),D'(2,﹣3),
∴M'D'直线的解析式为y=﹣x+
∴N(,0),F(0,);
(3)设P(0,t),N(r,t),
作△PBD的外接圆N,当⊙N与y轴相切时,∠BPD的度数最大;
∴PN=ND,
∴r=,
∴t2﹣6t﹣4r+13=0,
易求BD的中点为(,),
直线BD的解析式为y=﹣3x+9,
∴BD的中垂线解析式y=x+,
N在中垂线上,∴t=r+,
∴t2﹣18t+21=0,
∴t=9+2或t=9﹣2,
∵0<t<3,
∴t=9﹣2,
∴P(0,9﹣2);
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