Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，拋物線y=ax²+bx+與x軸交于A（﹣3，0），B（1，0）兩點．與y軸交于點C，點D與點C關(guān)于拋物線的對稱軸對稱．

（1）求拋物線的解析式，并直接寫出點D的坐標(biāo)；

（2）如圖1，點P從點A出發(fā)，以每秒1個單位長度的速度沿A→B勻速運(yùn)動，到達(dá)點B時停止運(yùn)動．以AP為邊作等邊△APQ（點Q在x軸上方），設(shè)點P在運(yùn)動過程中，△APQ與四邊形AOCD重疊部分的面積為S，點P的運(yùn)動時間為t秒，求S與t之間的函數(shù)關(guān)系式；

（3）如圖2，連接AC，在第二象限內(nèi)存在點M，使得以M、O、A為頂點的三角形與△AOC相似．請直接寫出所有符合條件的點M坐標(biāo)．

Answer 1

       解：（1）∵拋物線y=ax²+bx+經(jīng)過A（﹣3，0），B（1，0）兩點，

∴，

解得，

∴拋物線解析式為y=﹣x²﹣x+；

則D點坐標(biāo)為（﹣2，）．

（2）∵點D與A橫坐標(biāo)相差1，縱坐標(biāo)之差為，則tan∠DAP=，

∴∠DAP=60°，

又∵△APQ為等邊三角形，

∴點Q始終在直線AD上運(yùn)動，當(dāng)點Q與D重合時，由等邊三角形的性質(zhì)可知：AP=AD==2．

①當(dāng)0≤t≤2時，P在線段AO上，此時△APQ的面積即是△APQ與四邊形AOCD的重疊面積．

AP=t，

∵∠QAP=60°，

∴點Q的縱坐標(biāo)為t•sin60°=t，

∴S=×t×t=t²．

②當(dāng)2＜t≤3時，如圖：

此時點Q在AD的延長線上，點P在OA上，

設(shè)QP與DC交于點H，

∵DC∥AP，

∴∠QDH=∠QAP=∠QHD=∠QPA=60°，

∴△QDH是等邊三角形，

∴S=S_△QAP﹣S_△QDH，

∵QA=t，

∴S_△QAP=t²．

∵QD=t﹣2，

∴S_△QDH=（t﹣2）²，

∴S=t²﹣（t﹣2）²=t﹣．

③當(dāng)3＜t≤4時，如圖：

此時點Q在AD的延長線上，點P在線段OB上，

設(shè)QP與DC交于點E，與OC交于點F，過點Q作AP的垂涎，垂足為G，

∵OP=t﹣3，∠FPO=60°，

∴OF=OP•tan60°=（t﹣3），

∴S△FOP=×（t﹣3）（t﹣3）=（t﹣3）²，

∵S=S_△QAP﹣S_△QDE﹣S_△FOP，S_△QAP﹣S_△QDE=t﹣．

∴S=t﹣﹣（t﹣3）²=t²+4t﹣．

綜上所述，S與t之間的函數(shù)關(guān)系式為S=．

（3）∵OC=，OA=3，OA⊥OC，則△OAC是含30°的直角三角形．

①當(dāng)△AMO以∠AMO為直角的直角三角形時；如圖：

過點M₂作AO的垂線，垂足為N，

∵∠M₂AO=30°，AO=3，

∴M₂O=，

又∵∠OM₂N=M₂AO=30°，

∴ON=OM₂=，M₂N=ON=，

∴M₂的坐標(biāo)為（﹣，）．

同理可得M₁的坐標(biāo)為（﹣，）．

②當(dāng)△AMO以∠OAM為直角的直角三角形時；如圖：

∵以M、O、A為頂點的三角形與△OAC相似，

∴=，或=，

∵OA=3，

∴AM=或AM=3，

∵AM⊥OA，且點M在第二象限，

∴點M的坐標(biāo)為（﹣3，）或（﹣3，3）．

綜上所述，符合條件的點M的所有可能的坐標(biāo)為（﹣3，），（﹣3，3），（﹣，），（﹣，）．