如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于点A和点B(3,0),与y轴交于点C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点M是抛物线在x轴下方上的动点,过点M作MN∥y轴交直线BC于点N,求线段MN的最大值;
(3)在(2)的条件下,当MN取得最大值时,在抛物线的对称轴l上是否存在点P,使△PBN是等腰三角形?若存在,请直接写出所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】(1)将点B(3,0)、C(0,3)代入抛物线y=x2+bx+c中,
得:,解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3.
(2)设点M的坐标为(m,m2﹣4m+3),设直线BC的解析式为y=kx+3,
把点点B(3,0)代入y=kx+3中,
得:0=3k+3,解得:k=﹣1,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3.
∵MN∥y轴,
∴点N的坐标为(m,﹣m+3).
∵抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴抛物线的对称轴为x=2,
∴点(1,0)在抛物线的图象上,
∴1<m<3.
∵线段MN=﹣m+3﹣(m2﹣4m+3)=﹣m2+3m=﹣+,
∴当m=时,线段MN取最大值,最大值为.
(3)假设存在.设点P的坐标为(2,n).
当m=时,点N的坐标为(,),
∴PB==,PN=,BN==.
△PBN为等腰三角形分三种情况:
①当PB=PN时,即=,
解得:n=,
此时点P的坐标为(2,);
②当PB=BN时,即=,
解得:n=±,
此时点P的坐标为(2,﹣)或(2,);
③当PN=BN时,即=,
解得:n=,
此时点P的坐标为(2,)或(2,).
综上可知:在抛物线的对称轴l上存在点P,使△PBN是等腰三角形,点P的坐标为(2,)、(2,﹣)、(2,)、(2,)或(2,).
【分析】(1)由点B、C的坐标利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)设出点M的坐标以及直线BC的解析式,由点B、C的坐标利用待定系数法即可求出直线BC的解析式,结合点M的坐标即可得出点N的坐标,由此即可得出线段MN的长度关于m的函数关系式,再结合点M在x轴下方可找出m的取值范围,利用二次函数的性质即可解决最值问题;
(3)假设存在,设出点P的坐标为(2,n),结合(2)的结论可求出点N的坐标,结合点N、B的坐标利用两点间的距离公式求出线段PN、PB、BN的长度,根据等腰三角形的性质分类讨论即可求出n值,从而得出点P的坐标.
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