【答案】
分析:(1)先根據(jù)拋物線y=-x
2+bx+c,當(dāng)x=-
時(shí),y取最大值
,得到拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(-
,
),可寫出拋物線的頂點(diǎn)式,再根據(jù)拋物線的解析式求出A、C的坐標(biāo),然后將A、C的坐標(biāo)代入
y=kx+m,運(yùn)用待定系數(shù)法即可求出直線的解析式;
(2)根據(jù)等高三角形的面積比等于底邊比,因此兩三角形的面積比實(shí)際是AP:PC=1:3,即3AP=PC,可先求出AC的長,然后分情況討論:
①當(dāng)P在線段AC上時(shí),過點(diǎn)P作PH⊥x軸,點(diǎn)H為垂足.由PH∥OC,根據(jù)平行線分線段成比例定理求出PH的長,進(jìn)而求出P點(diǎn)的坐標(biāo);
②當(dāng)P在CA的延長線上時(shí),由PG∥OC,根據(jù)平行線分線段成比例定理求出PG的長,進(jìn)而求出P點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)聯(lián)立兩函數(shù)的解析式,設(shè)直線y=
x+a與拋物線y=-x
2-x+6的交點(diǎn)為M(x
M,y
M),N(x
N,y
N)(M在N左側(cè)),則x
M、x
N是方程x
2+
x+a-6=0的兩個(gè)根,由一元二次方程根與系數(shù)關(guān)系得,x
M+x
N=-
,x
M•x
N=a-6,進(jìn)而求出y
M•y
N=
(a-6)-
a+a
2.
①由于∠MON=90°,根據(jù)勾股定理得出OM
2+ON
2=MN
2,據(jù)此列出關(guān)于a的方程,解方程即可求出a的值;
②由于∠MON>90°,根據(jù)勾股定理得出OM
2+ON
2<MN
2,據(jù)此列出關(guān)于a的不等式,解不等式即可求出a的范圍.
解答:解:(1)∵拋物線y=-x
2+bx+c,當(dāng)x=-
時(shí),y取最大值
,
∴拋物線的解析式是:y=-(x+
)
2+
,即y=-x
2-x+6;
當(dāng)x=0時(shí),y=6,即C點(diǎn)坐標(biāo)是(0,6),
當(dāng)y=0時(shí),-x
2-x+6=0,解得:x=2或-3,
即A點(diǎn)坐標(biāo)是(-3,0),B點(diǎn)坐標(biāo)是(2,0).
將A(-3,0),C(0,6)代入直線AC的解析式y(tǒng)=kx+m,
得
,
解得:
,
則直線的解析式是:y=2x+6;
(2)過點(diǎn)B作BD⊥AC,D為垂足,
∵S
△ABP:S
△BPC=1:3,
∴
=
,
∴AP:PC=1:3,
由勾股定理,得AC=
=3
.
①當(dāng)點(diǎn)P為線段AC上一點(diǎn)時(shí),過點(diǎn)P作PH⊥x軸,點(diǎn)H為垂足.
∵PH∥OC,
∴
=
=
,
∴PH=
,
∴
=2x+6,
∴x=-
,
∴點(diǎn)P(-
,
);
②
當(dāng)點(diǎn)P在CA延長線時(shí),作PG⊥x軸,點(diǎn)G為垂足.
∵AP:PC=1:3,
∴AP:AC=1:2.
∵PG∥OC,
∴
=
=
,
∴PG=3,
∴-3=2x+6,x=-
,
∴點(diǎn)P(-
,-3).
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-
,
)或(-
,-3).
(3)設(shè)直線y=
x+a與拋物線y=-x
2-x+6的交點(diǎn)為M(x
M,y
M),N(x
N,y
N)(M在N左側(cè)).
則
,
為方程組
的解,
由方程組消去y整理,得:x
2+
x+a-6=0,
∴x
M、x
N是方程x
2+
x+a-6=0的兩個(gè)根,
∴x
M+x
N=-
,x
M•x
N=a-6,
∴y
M•y
N=(
x
M+a)(
x
N+a)=
x
M•x
N+
(x
M+x
N)+a
2=
(a-6)-
a+a
2.
①存在a的值,使得∠MON=90°.理由如下:
∵∠MON=90°,
∴OM
2+ON
2=MN
2,即
+
+
+
=(x
M-x
N)
2+(y
M-y
N)
2,
化簡得x
M•x
N+y
M•y
N=0,
∴(a-6)+
(a-6)-
a+a
2=0,
整理,得2a
2+a-15=0,
解得a
1=-3,a
2=
,
∴存在a值,使得∠MON=90°,其值為a=-3或a=
;
②∵∠MON>90°,
∴OM
2+ON
2<MN
2,即
+
+
+
<(x
M-x
N)
2+(y
M-y
N)
2,
化簡得x
M•x
N+y
M•y
N<0,
∴(a-6)+
(a-6)-
a+a
2<0,
整理,得2a
2+a-15<0,
解得-3<a<
,
∴當(dāng)∠MON>90°時(shí),a的取值范圍是-3<a<
.
點(diǎn)評(píng):本題考查了二次函數(shù)的綜合題型,其中涉及到運(yùn)用待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式,二次函數(shù)的性質(zhì),三角形的面積,平行線分線段成比例定理,函數(shù)與方程的關(guān)系,勾股定理,鈍角三角形三邊的關(guān)系等知識(shí),綜合性較強(qiáng),難度較大.運(yùn)用分類討論、數(shù)形結(jié)合及方程思想是解題的關(guān)鍵.