Question

【題目】如圖，拋物線y=x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(diǎn)，B點(diǎn)坐標(biāo)為（4，0），與y軸交于點(diǎn)C（0，4）．

（1）求拋物線的解析式；

（2）點(diǎn)P在x軸下方的拋物線上，過點(diǎn)P的直線y=x+m與直線BC交于點(diǎn)E，與y軸交于點(diǎn)F，求PE+EF的最大值；

（3）點(diǎn)D為拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn)．

①當(dāng)△BCD是以BC為直角邊的直角三角形時(shí)，直接寫出點(diǎn)D的坐標(biāo)；

②若△BCD是銳角三角形，直接寫出點(diǎn)D的縱坐標(biāo)n的取值范圍．

Answer 1

【答案】（1）拋物線的解析式為y=x2﹣5x+4；（2）PE+EF的最大值為；（3）①符合條件的點(diǎn)D的坐標(biāo)是（，）或（，﹣）；②點(diǎn)D的縱坐標(biāo)的取值范圍為＜y＜或﹣＜y＜．

【解析】（1）利用待定系數(shù)法求拋物線的解析式；

（2）易得BC的解析式為y=﹣x+4，先證明△ECF為等腰直角三角形，作PH⊥y軸于H，PG∥y軸交BC于G，如圖1，則△EPG為等腰直角三角形，PE=PG，設(shè)P（t，t2﹣4t+3）（1＜t＜3），則G（t，﹣t+3），接著利用t表示PF、PE，所以PE+EF=2PE+PF=﹣t2+5t，然后利用二次函數(shù)的性質(zhì)解決問題；

（3）①如圖2，拋物線的對(duì)稱軸為直線x=﹣點(diǎn)D的縱坐標(biāo)的取值范圍；

②由于△BCD是以BC為斜邊的直角三角形有4+（y﹣3）2+1+y2=18，解得y1=，y2=，得到此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為（，）或（，），然后結(jié)合圖形可確定△BCD是銳角三角形時(shí)點(diǎn)D的縱坐標(biāo)的取值范圍．

（1）把B（4，0），C（0，4）代入y=x2+bx+c，得

，

解得 ，

∴拋物線的解析式為y=x2﹣5x+4；

（2）由B（4，0），C（0，4），根據(jù)待定系數(shù)法易得BC的解析式為y=﹣x+4，

∵直線y=x+m與直線y=x平行，

∴直線y=﹣x+4與直線y=x+m垂直，

∴∠CEF=90°，

∴△ECF為等腰直角三角形，

作PH⊥y軸于H，PG∥y軸交BC于G，如圖1，△EPG為等腰直角三角形，PE=PG，

設(shè)P（t，t2﹣5t+4）（1＜t＜4），則G（t，﹣t+4），

∴PF=PH=t，PG=﹣t+4﹣（t2﹣5t+4）=﹣t2+4t，

∴PE=PG=﹣t2+2t，

∴PE+EF=PE+PE+PF=2PE+PF=﹣t2+4t+t=﹣t2+5t=﹣（t﹣）2+，

當(dāng)t=時(shí)，PE+EF的最大值為；

（3）①如圖2，拋物線的對(duì)稱軸為直線x=，

設(shè)D（，y），則BC2=42+42=32，DC2=（）2+（y﹣4）2，BD2=（4﹣）2+y2=+y2，

當(dāng)△BCD是以BC為直角邊，BD為斜邊的直角三角形時(shí)，BC2+DC2=BD2，

即32+（）2+（y﹣4）2=+y2，解得y=5，此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為（，）；

當(dāng)△BCD是以BC為直角邊，CD為斜邊的直角三角形時(shí)，BC2+DB2=DC2，

即32++y2=（）2+（y﹣4）2，解得y=﹣1，此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為（，﹣）；

綜上所述，符合條件的點(diǎn)D的坐標(biāo)是（，）或（，﹣）；

②當(dāng)△BCD是以BC為斜邊的直角三角形時(shí)，DC2+DB2=BC2，即（）2+（y﹣4）2++y2=32，解得y1=，y2=，此時(shí)D點(diǎn)坐標(biāo)為（，）或（，），

所以△BCD是銳角三角形，點(diǎn)D的縱坐標(biāo)的取值范圍為＜y＜或﹣＜y＜．