Question

（2013年四川自貢14分）如圖，已知拋物線y=ax²+bx﹣2（a≠0）與x軸交于A、B兩點，與y軸交于C點，直線BD交拋物線于點D，并且D（2，3），tan∠DBA=．

（1）求拋物線的解析式；
（2）已知點M為拋物線上一動點，且在第三象限，順次連接點B、M、C、A，求四邊形BMCA面積的最大值；
（3）在（2）中四邊形BMCA面積最大的條件下，過點M作直線平行于y軸，在這條直線上是否存在一個以Q點為圓心，OQ為半徑且與直線AC相切的圓？若存在，求出圓心Q的坐標；若不存在，請說明理由．

Answer 1

解：（1）如答圖1，過點D作DE⊥x軸于點E，則DE=3，OE=2。

∵，∴BE=6。
∴OB=BE﹣OE=4。∴B（﹣4，0）。
∵點B（﹣4，0）、D（2，3）在拋物線y=ax²+bx﹣2（a≠0）上，
∴，解得。
∴拋物線的解析式為：。
（2）在拋物線中，
令x=0，得y=﹣2，∴C（0，﹣2）。
令y=0，得x=﹣4或1，∴A（1，0）。
設點M坐標為（m，n）（m＜0，n＜0）。
如答圖1，過點M作MF⊥x軸于點F，則MF=﹣n，OF=﹣m，BF=4+m。

∵點M（m，n）在拋物線上，∴，代入上式得：
，
∴當m=﹣2時，四邊形BMCA面積有最大值，最大值為9。
（3）假設存在這樣的⊙Q，
如答圖2所示，設直線x=﹣2與x軸交于點G，與直線AC交于點F

設直線AC的解析式為y=kx+b，
將A（1，0）、C（0，﹣2）代入得：
，解得：。
∴直線AC解析式為：y=2x﹣2。
令x=﹣2，得y=﹣6，∴F（﹣2，﹣6），GF=6。
在Rt△AGF中，由勾股定理得：
。
設Q（﹣2，q），則在Rt△AGF中，由勾股定理得：
。
設⊙Q與直線AC相切于點E，則QE=OQ=。
在Rt△AGF與Rt△QEF中，
∵∠AGF=∠QEF=90°，∠AFG=∠QFE，∴Rt△AGF∽Rt△QEF。
∴，即。
化簡得：，解得q=4或q=﹣1。
∴存在一個以Q點為圓心，OQ為半徑且與直線AC相切的圓，點Q的坐標為（﹣2，4）或（﹣2，﹣1）。

（1）如答圖1所示，利用已知條件求出點B的坐標，然后用待定系數法求出拋物線的解析式。
（2）如答圖1所示，首先求出四邊形BMCA面積的表達式，然后利用二次函數的性質求出其最大值。
（3）如答圖2所示，首先求出直線AC與直線x=2的交點F的坐標，從而確定了Rt△AGF的各個邊長；然后證明Rt△AGF∽Rt△QEF，利用相似線段比例關系列出方程，求出點Q的坐標。