Question

如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，拋物線y=ax²+bx+c（a≠0）經(jīng)過A（-1，0），B（3，0），C（0，3）三點(diǎn)，其頂點(diǎn)為D，連接BD，點(diǎn)P是線段BD上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)（不與B、D重合），過點(diǎn)P作y軸的垂線，垂足為E，連接BE．
（1）求拋物線的解析式，并寫出頂點(diǎn)D的坐標(biāo)；
（2）如果P點(diǎn)的坐標(biāo)為（x，y），△PBE的面積為s，求s與x的函數(shù)關(guān)系式，寫出自變量x的取值范圍，并求出s的最大值；
（3）在（2）的條件下，當(dāng)s取得最大值時(shí)，過點(diǎn)P作x的垂線，垂足為F，連接EF，把△PEF沿直線EF折疊，點(diǎn)P的對應(yīng)點(diǎn)為P′，請直接寫出P′點(diǎn)坐標(biāo)，并判斷點(diǎn)P′是否在該拋物線上．

Answer 1

解：（1）設(shè)y=a（x+1）（x-3），
把C（0，3）代入，得a=-1，
∴拋物線的解析式為：y=-x²+2x+3．
頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為（1，4）．

（2）設(shè)直線BD解析式為：y=kx+b（k≠0），把B、D兩點(diǎn)坐標(biāo)代入，
得，
解得k=-2，b=6．
∴直線BD解析式為y=-2x+6．
s=PE•OE=xy=x（-2x+6）=-x²+3x，
∴s=-x²+3x（1＜x＜3）
s=-（x²-3x+）+=-（x-）²+．
∴當(dāng)時(shí)，s取得最大值，最大值為．

（3）當(dāng)s取得最大值，，y=3，
∴．
∴四邊形PEOF是矩形．
作點(diǎn)P關(guān)于直線EF的對稱點(diǎn)P′，連接P′E、P′F．
法一：過P′作P′H⊥y軸于H，P′F交y軸于點(diǎn)M．
設(shè)MC=m，∵CO∥PF，
∴∠2=∠PFC，
由對稱可知∠PFC=∠P′FC，
∴∠2=∠P′FC，
則MF=MC=m，P′M=3-m，P′E=．
在Rt△P′MC中，由勾股定理，．
解得m=．
∵CM•P′H=P′M•P′E，
∴P′H=．
由△EHP′∽△EP′M，可得，EH=．
∴OH=3-．
∴P′坐標(biāo)．
法二：連接PP′，交CF于點(diǎn)H，分別過點(diǎn)H、P′作PC的垂線，垂足為M、N．
易證△CMH∽△HMP．
∴．
設(shè)CM=k，則MH=2k，PM=4k．
∴PC=5k=，k=．
由三角形中位線定理，PN=8k=，P′N=4k=．
∴CN=PN-PC=-=，即x=-．
y=PF-P′N=3-
∴P′坐標(biāo)（-，）．
把P′坐標(biāo)（-）代入拋物線解析式，不成立，所以P′不在拋物線上．
分析：（1）根據(jù)A，B，C三點(diǎn)的坐標(biāo)，可以運(yùn)用交點(diǎn)式法求得拋物線的解析式．再根據(jù)頂點(diǎn)的坐標(biāo)公式求得拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)；
（2）根據(jù)B，D的坐標(biāo)運(yùn)用待定系數(shù)法求得直線BD的解析式，再根據(jù)三角形的面積公式以及y與x之間的函數(shù)關(guān)系式得到s與x之間的函數(shù)關(guān)系式．點(diǎn)P的橫坐標(biāo)即x的值位于點(diǎn)D和點(diǎn)B的橫坐標(biāo)之間．根據(jù)二次函數(shù)的頂點(diǎn)式即可分析其最值；
（3）根據(jù)（2）中的坐標(biāo)得點(diǎn)E和點(diǎn)C重合．過P′作P′H⊥y軸于H，P′F交y軸于點(diǎn)M．要求P′H和OH的長．P′H的長可以運(yùn)用直角三角形P′CM的面積進(jìn)行計(jì)算．設(shè)MC=m，則MF=m，P′M=3-m，P′E=．根據(jù)勾股定理列方程求解，得到直角三角形P′CM的三邊后，再根據(jù)直角三角形的面積公式進(jìn)行計(jì)算．要求OH的長，已知點(diǎn)C的坐標(biāo)，只需根據(jù)勾股定理進(jìn)一步求得CH的長即可．把求得的點(diǎn)P的坐標(biāo)代入拋物線解析式即可判斷點(diǎn)P′是否在該拋物線上．
點(diǎn)評：能夠熟練運(yùn)用待定系數(shù)法求得函數(shù)的解析式；能夠根據(jù)二次函數(shù)的解析式求得函數(shù)的最值；能夠熟練運(yùn)用幾何知識(shí)，如勾股定理、相似三角形的性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算，注意數(shù)形結(jié)合的思想．