Question

在平面直角坐標(biāo)系xOy中，已知二次函數(shù)y=ax²+bx+c（a≠0）的圖象與x軸交于A，B兩點(diǎn)（點(diǎn)A在點(diǎn)B的左邊），與y軸交于點(diǎn)C，其頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)為1，且過(guò)點(diǎn)（2，3）和（-3，-12）．
（1）求此二次函數(shù)的表達(dá)式；
（2）若直線l：y=kx（k≠0）與線段BC交于點(diǎn)D（不與點(diǎn)B，C重合），則是否存在這樣的直線l，使得△BOD∽△BAC？若存在，求出該直線的函數(shù)表達(dá)式及點(diǎn)D的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

解：（1）∵二次函數(shù)圖象頂點(diǎn)的橫坐標(biāo)為1，且過(guò)點(diǎn)（2，3）和（-3，-12），
∴由 ，
解得 ，
∴此二次函數(shù)的表達(dá)式為y=-x²+2x+3；

（2）假設(shè)存在直線l：y=kx（k≠0）與線段BC交于點(diǎn)D（不與點(diǎn)B，C重合），使得以B，O，D為頂點(diǎn)的三角形與△BAC相似．
在y=-x²+2x+3中，令y=0，則由-x²+2x+3=0，
解得x₁=-1，x₂=3
∴A（-1，0），B（3，0）
令x=0，得y=3．
∴C（0，3）．
設(shè)過(guò)點(diǎn)O的直線l交BC于點(diǎn)D，過(guò)點(diǎn)D作DE⊥x軸于點(diǎn)E．
∵點(diǎn)B的坐標(biāo)為（3，0），點(diǎn)C的坐標(biāo)為（0，3），點(diǎn)A的坐標(biāo)為（-1，0）．
∴|AB|=4，|OB|=|OC|=3，∠OBC=45°．
∴|BC|==3 ．
要使△BOD∽△BAC或△BDO∽△BAC，
已有∠B=∠B，則只需 ，①或 ②成立．
若是①，則有|BD|===．
而∠OBC=45°，
∴|BE|=|DE|．
∴在Rt△BDE中，由勾股定理，
得|BE|²+|DE|²=2|BE|²=|BD|²=（ ）²
解得|BE|=|DE|=（負(fù)值舍去）．
∴|OE|=|OB|-|BE|=3-=
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為（ ，）
將點(diǎn)D的坐標(biāo)代入y=kx（k≠0）中，求得k=3，
∴滿足條件的直線l的函數(shù)表達(dá)式為y=3x，
或求出直線AC的函數(shù)表達(dá)式為y=3x+3，則與直線AC平行的直線l的函數(shù)表達(dá)式為y=3x，
此時(shí)易知△BOD∽△BAC，再求出直線BC的函數(shù)表達(dá)式為y=-x+3．聯(lián)立y=3x，y=-x+3求得點(diǎn)D的坐標(biāo)為（ ，），
若是②，則有|BD|===2 ，
而∠OBC=45°，
∴|BE|=|DE|，
∴在Rt△BDE中，由勾股定理，
得|BE|²+|DE|²=2|BE|²=|BD|²=（2 ）²
解得|BE|=|DE|=2（負(fù)值舍去）
∴|OE|=|OB|-|BE|=3-2=1．
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為（1，2）．
將點(diǎn)D的坐標(biāo)代入y=kx（k≠0）中，求得k=2．
∴滿足條件的直線l的函數(shù)表達(dá)式為y=2x．
∴存在直線l：y=3x或y=2x與線段BC交于點(diǎn)D（不與點(diǎn)B，C重合），
使得以B，O，D為頂點(diǎn)的三角形與△BAC相似，且點(diǎn)D的坐標(biāo)分別為（ ，）或（1，2）．
分析：（1）已知了拋物線的頂點(diǎn)橫坐標(biāo)為1，即x=-=1，將已知的兩點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線中，聯(lián)立三式即可求出拋物線的解析式．
（2）本題要分兩種情況討論：△BOD∽△BAC或△BDO∽△BAC，解題思路都是通過(guò)相似三角形得出的關(guān)于BD、BC、BO、BA的比例關(guān)系式求出BD的長(zhǎng)，然后根據(jù)∠OBC=45°的特殊條件用BD的長(zhǎng)求出D點(diǎn)的坐標(biāo)．
點(diǎn)評(píng)：本題是二次函數(shù)綜合題，考查了二次函數(shù)解析式的確定、相似三角形的判定、函數(shù)圖象交點(diǎn)等知識(shí)點(diǎn)．綜合性強(qiáng)．