Question

如图，已知二次函数y=x²-2x-3的图象与x轴交于点A、B两点，与y轴交于C点，⊙M是△ABC的外接圆．
（1）求阴影部分扇形AMC的面积；
（2）在x轴的正半轴上有一点P，作PQ⊥x轴交BC于Q，设PQ=K．
①设△OPQ的面积为S，求S关于K的函数关系式，并求出S的最大值；
②△CMQ能否与△AOC相似？若能，求出K的值；若不能，说明理由．

Answer

（1）令y=0求出A点、B点的坐标，当x=0，求出C点的坐标，求出∠OBC=45°，求出∠M=90°，根据勾股定理求出AC=和AM=，根据扇形的面积公式求出即可；
（2）①由PQ⊥AB，∠PBQ=45°得出∠PBQ=∠PQB=45°，求出OP=OB-BP=3-k，根据三角形的面积公式s=•OP•PQ即可求出答案；②当A、M、Q点在同一直线上时，由∠ACO=∠QCM，∠AOC=∠QMC=90°，得到△CMQ∽△AOC，根据勾股定理求出BQ=，BC=，推出CQ=，代入，即可求出k的值．
【解析】
（1）令y=x2-2x-3=0，
∴x1=3，x2=-1，
∴A点（-1，0），B点（3，0），
∴OB=3，OA=1，
令x=0，则y=-3，
∴C点（0，-3），
∴OC=3，
∴OB=OC，
∵∠BOC=90°，
∴∠OBC=45°，
∴∠M=90°，
在Rt△AOC中，AC=，
在Rt△AMC中，AM2+MC2=AC2，AM=BM，
∴AM=，
∴S扇形AMC=，
答：阴影部分扇形AMC的面积是．

（2）①∵PQ⊥AB，∠PBQ=45°，
∴∠PBQ=∠PQB=45°，
∴PB=PQ=K，
∴OP=OB-BP=3-k，
∴s=•OP•PQ=k（3-k）=-k2+k=，
∴s的最大值是，
答：设△OPQ的面积为S，S关于k的函数关系式是s=-k2+k，S的最大值是．

②当A、M、Q点在同一直线上时，
∠ACO=∠QCM，∠AOC=∠QMC=90°，
则△CMQ∽△AOC，
在Rt△BPQ中，根据勾股定理得BQ=，
在Rt△OBC中，根据勾股定理得：BC=，
∴CQ=，
∴，
∴，
∴，
答：△CMQ能与△AOC相似，此时k的值是．