Question

如图所示，直线l：y=3x+3与x轴交于点A，与y轴交于点B．把△AOB沿y轴翻折，点A落到点C，抛物线过点B、C和D（3，0）．

（1）求直线BD和抛物线的解析式．

（2）若BD与抛物线的对称轴交于点M，点N在坐标轴上，以点N、B、D为顶点的三角形与△MCD相似，求所有满足条件的点N的坐标．

（3）在抛物线上是否存在点P，使S_△PBD=6？若存在，求出点P的坐标；若不存在，说明理由．

Answer

（1）直线BD的解析式为：y=﹣x+3。

抛物线的解析式为：y=（x﹣1）（x﹣3）=x2﹣4x+3。

（2）满足条件的点N坐标为：（0，0），（﹣3，0）或（0，﹣3）。

（3）存在，理由见解析。

【解析】

（1）由待定系数法求出直线BD和抛物线的解析式。

（2）首先确定△MCD为等腰直角三角形，因为△BND与△MCD相似，所以△BND也是等腰直角三角形．如答图1所示，符合条件的点N有3个。

（3）如答图2、答图3所示，解题关键是求出△PBD面积的表达式，然后根据S△PBD=6的已知条件，列出一元二次方程求解。

【解析】
（1）∵直线l：y=3x+3与x轴交于点A，与y轴交于点B，

∴A（﹣1，0），B（0，3）。

∵把△AOB沿y轴翻折，点A落到点C，∴C（1，0）。

设直线BD的解析式为：y=kx+b，

∵点B（0，3），D（3，0）在直线BD上，

∴，解得。

∴直线BD的解析式为：y=﹣x+3。

设抛物线的解析式为：y=a（x﹣1）（x﹣3），

∵点B（0，3）在抛物线上，∴3=a×（﹣1）×（﹣3），解得：a=1。

∴抛物线的解析式为：y=（x﹣1）（x﹣3）=x2﹣4x+3。

（2）∵抛物线的解析式为：y=x2﹣4x+3=（x﹣2）2﹣1，

∴抛物线的对称轴为直线x=2，顶点坐标为（2，﹣1）。

直线BD：y=﹣x+3与抛物线的对称轴交于点M，令x=2，得y=1，∴M（2，1）。

设对称轴与x轴交点为点F，则CF=FD=MN=1，

∴△MCD为等腰直角三角形。

∵以点N、B、D为顶点的三角形与△MCD相似，∴△BND为等腰直角三角形。

如答图1所示：

（I）若BD为斜边，则易知此时直角顶点为原点O，

∴N1（0，0）。

（II）若BD为直角边，B为直角顶点，则点N在x轴负半轴上，

∵OB=OD=ON2=3，∴N2（﹣3，0）。

（III）若BD为直角边，D为直角顶点，则点N在y轴负半轴上，

∵OB=OD=ON3=3，∴N3（0，﹣3）。

∴满足条件的点N坐标为：（0，0），（﹣3，0）或（0，﹣3）。

（3）存在，

假设存在点P，使S△PBD=6，设点P坐标为（m，n），

（I）当点P位于直线BD上方时，如答图2所示，

过点P作PE⊥x轴于点E，则PE=n，DE=m﹣3，

S△PBD=S梯形PEOB﹣S△BOD﹣S△PDE

=（3+n）•m﹣×3×3﹣（m﹣3）•n=6，

化简得：m+n=7 ①。

∵P（m，n）在抛物线上，

∴n=m2﹣4m+3，代入①式整理得：m2﹣3m﹣4=0，

解得：m1=4，m2=﹣1。

∴n1=3，n2=8。

∴P1（4，3），P2（﹣1，8）。

（II）当点P位于直线BD下方时，如答图3所示，

过点P作PE⊥y轴于点E，

则PE=m，OE=﹣n，BE=3﹣n，

S△PBD=S梯形PEOD+S△BOD﹣S△PBE=（3+m）•（﹣n）+×3×3﹣（3﹣n）•m=6，

化简得：m+n=﹣1 ②。

∵P（m，n）在抛物线上，∴n=m2﹣4m+3。

代入②式整理得：m2﹣3m+4=0，△=﹣7＜0，此方程无解．

∴此时点P不存在。

综上所述，在抛物线上存在点P，使S△PBD=6，点P的坐标为（4，3）或（﹣1，8）。