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已知抛物线经过A(-2,0),B(0,2),C(32,0)三点,一动点P从原点出发以1个单位/秒的速度沿x轴正方向运动,连接BP,过点A作直线BP的垂线交y轴于点Q.设点P的运动时间为t秒.(1)求抛

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已知抛物线经过A(-2,0),B(0,2),C(
3
2
,0)三点,一动点P从原点出发以1个单位/秒的速度沿x轴正方向运动,连接BP,过点A作直线BP的垂线交y轴于点Q.设点P的运动时间为t秒.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当BQ=
1
2
AP时,求t的值;
(3)随着点P的运动,抛物线上是否存在一点M,使△MPQ为等边三角形?若存在,请直接写t的值及相应点M的坐标;若不存在,请说明理由.
▼优质解答
答案和解析
(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
∵抛物线经过A(-2,0),B(0,2),C(
3
2
,0)三点,
4a−2b+c=0
9
4
a+
3
2
b+c=0
c=2

解得
a=−
2
3
b=−
1
3
c=2

∴y=-
2
3
x2-
1
3
x+2.

(2)∵AQ⊥PB,BO⊥AP,
∴∠AOQ=∠BOP=90°,∠PAQ=∠PBO,
∵AO=BO=2,
∴△AOQ≌△BOP,
∴OQ=OP=t.
①如图1,当t≤2时,点Q在点B下方,此时BQ=2-t,AP=2+t.

∵BQ=
1
2
AP,
∴2-t=
1
2
(2+t),
∴t=
2
3

②如图2,当t>2时,点Q在点B上方,此时BQ=t-2,AP=2+t.

∵BQ=
1
2
AP,
∴t-2=
1
2
(2+t),
∴t=6.
综上所述,t=
2
3
或6时,BQ=
1
2
AP.

(3)当t=
3
-1时,抛物线上存在点M(1,1);当t=3+3
3
时,抛物线上存在点M(-3,-3).
分析如下:
∵AQ⊥BP,
∴∠QAO+∠BPO=90°,
∵∠QAO+∠AQO=90°,
∴∠AQO=∠BPO.
在△AOQ和△BOP中,
∠AQO=∠BPO
∠AOQ=∠BOP=90°
AO=BO

∴△AOQ≌△BOP,
∴OP=OQ,
∴△OPQ为等腰直角三角形,
∵△MPQ为等边三角形,则M点必在PQ的垂直平分线上,
∵直线y=x垂直平分PQ,
∴M在y=x上,设M(x,y),
y=x
y=−
2
3
x2−
1
3
x+2

解得
x=1
y=1
 或
x=−3
y=−3

∴M点可能为(1,1)或(-3,-3).
①如图3,当M的坐标为(1,1)时,作MD⊥x轴于D,

则有PD=|1-t|,MP2=1+|1-t|2=t2-2t+2,PQ2=2t2
∵△MPQ为等边三角形,
∴MP=PQ,
∴t2+2t-2=0,
∴t=-1+
3
,t=-1-
3
(负值舍去).
②如图4,当M的坐标为(-3,-3)时,作ME⊥x轴于E,

则有PE=3+t,ME=3,
∴MP2=32+(3+t)2=t2+6t+18,PQ2=2t2
∵△MPQ为等边三角形,
∴MP=PQ,
∴t2-6t-18=0,
∴t=3+3
3
,t=3-3
3
(负值舍去).
综上所述,当t=-1+
3
时,抛物线上存在点M(1,1),或当t=3+3
3
时,抛物线上存在点M(-3,-3),使得△MPQ为等边三角形.