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20.如图,抛物线y=ax2+bx+3与x轴相交于点A(-1,0)、B(3,0),与y轴相交于点C,点P为线段OB上的动点(不与O、B重合),过点P垂直于x轴的直线与抛物线及线段BC分别交于点E、F,点D在y轴正半轴上,OD=2,连接DE、OF.

(1)求抛物线的解析式;
(2)当四边形ODEF是平行四边形时,求点P的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点M,使以B、C、M为顶点的三角形为等腰三角形?若存在直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,说明理由.

分析 (1)根据待定系数法求得即可;
(2)设P(m,0),则E(m,-m2+2m+3),求得PE=-m2+2m+3,根据待定系数法求得直线BC的解析式,求得F的坐标,求得PF=-m+3,即可求得EF=-m2+3m,根据平行四边形的性质得-m2+3m=2,从而求得P点的坐标;
(3)先根据B、C的坐标求得BC的长,然后依据题意应用勾股定理即可求得M的纵坐标,进而求得M的坐标.

解答 解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3与x轴相交于点A(-1,0)、B(3,0),
∴$\left\{\begin{array}{l}{a-b+3=0}\\{9a+3b+3=0}\end{array}\right.$
解得$\left\{\begin{array}{l}{a=-1}\\{b=2}\end{array}\right.$.
∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3;
(2)如图1,设P(m,0),
∵点E是抛物线上的点,
∴E(m,-m2+2m+3),
∴PE=-m2+2m+3,
把x=0代入y=-x2+2x+3得:y=3,
∴C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
则$\left\{\begin{array}{l}{3k+b=0}\\{b=3}\end{array}\right.$,
解得$\left\{\begin{array}{l}{k=-1}\\{b=3}\end{array}\right.$.
∴线BC的解析式为y=-x+3,
∵点F在直线BC上,
∴PF=-m+3
∴EF=PE-PF=-m2+2m+3-(-m+3)=-m2+3m,
若四边形ODEF是平行四边形,则EF=OD=2,
∴-m2+3m=2,
解得,m1=1,m2=2,
∴当四边形ODEF是平行四边形时,点P的坐标为(1,0)或(2,0);
(3)存在;
理由:如图2,∵抛物线的解析式为y=-x2+2x+3;
∴对称轴x=-$\frac{2}{2×(-1)}$=1,
∵B(3,0),C(0,3),
∴BC=$\sqrt{O{B}^{2}+O{C}^{2}}$=3$\sqrt{2}$,
∵M在直线x=1上,
∴设M(1,n),
①当BM=BC=3$\sqrt{2}$,
∴(3-1)2+(0-n)2=(3$\sqrt{2}$)2,
∴n=$\sqrt{14}$,或n=-$\sqrt{14}$,
②当CM=BC=3$\sqrt{2}$,
∴12+(3-n)2=(3$\sqrt{2}$)2,
∴n=3+$\sqrt{17}$,或n=3-$\sqrt{17}$,
③当CM=BM时,
∴(3-1)2+(0-n)2=12+(3-n)2,
∴n=1.
综上,M点的坐标为(1,$\sqrt{14}$)或(1,-$\sqrt{14}$)或(1,3+$\sqrt{17}$)或(1,3-$\sqrt{17}$)或(1,1).

点评 本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求解析式以及解析式的对称轴,勾股定理的应用以及等腰三角形的性质等,根据点的坐标依据函数的解析式求得相应点的坐标是本题的关键.

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