2025年同步练习册配套检测卷九年级数学上册鲁教版五四制第88页答案
23. (14分)如图,已知直线$y = -x + 3$的图象分别交$x$轴于点$A$,交$y$轴于点$B$,抛物线$y = -x^2 + bx + c$经过$A$,$B$两点,并与$x$轴交于另一点$D$,顶点为$C$.
(1) 求$C$,$D$两点的坐标;
(2) 求$\tan \angle BAC$的值;
(3) 在$y$轴上是否存在一点$P$,使得以$P$,$B$,$D$三点为顶点的三角形与$\triangle ABC$相似?如果存在,请求出点$P$的坐标;如果不存在,请说明理由.

答案


(1)$C(1,4)$,$D(-1,0)$;
(2)$\frac{1}{3}$;
(3)存在,$P(0,0)$或$(0,-\frac{1}{3})$。

解析

(1)
直线$y=-x+3$与$x$轴交于$A(3,0)$,与$y$轴交于$B(0,3)$。
将$A(3,0)$,$B(0,3)$代入抛物线$y=-x^2+bx+c$,得$\begin{cases}c=3\\-9+3b+3=0\end{cases}$,解得$b=2$,$c=3$。
抛物线解析式为$y=-x^2+2x+3$。
令$y=0$,解方程$-x^2+2x+3=0$,得$x=3$或$x=-1$,故$D(-1,0)$。
顶点$C$的横坐标为$x=-\frac{2}{2×(-1)}=1$,代入抛物线得$y=-(1)^2+2×1+3=4$,故$C(1,4)$。
(2)
$A(3,0)$,$B(0,3)$,$C(1,4)$。
直线$AB$斜率$k_{AB}=\frac{3-0}{0-3}=-1$,直线$AC$斜率$k_{AC}=\frac{4-0}{1-3}=-2$。
$\tan\angle BAC=\left|\frac{k_{AC}-k_{AB}}{1+k_{AC}k_{AB}}\right|=\left|\frac{-2-(-1)}{1+(-2)(-1)}\right|=\left|\frac{-1}{3}\right|=\frac{1}{3}$。
(3)
存在。
$B(0,3)$,$D(-1,0)$,设$P(0,p)$。
$\triangle ABC$为直角三角形,$BC=\sqrt{2}$,$AB=3\sqrt{2}$,$AC=2\sqrt{5}$,$\angle ABC=90°$,直角边比$1:3$。
情况1: 直角在$D$,$\angle PDB=90°$。
$PD\perp BD$,$k_{BD}=3$,则$k_{PD}=-\frac{1}{3}$,$P(0,p)$,$k_{PD}=\frac{0-p}{-1-0}=p=-\frac{1}{3}$,$P(0,-\frac{1}{3})$。
情况2: 直角在$P$,$\angle DPB=90°$。
$PD\perp PB$,$P$在$y$轴,$PD$水平,$p=0$,$P(0,0)$。
综上,$P(0,0)$或$(0,-\frac{1}{3})$。