Question

如圖所示，拋物線y=-x²+2x+3與x軸交于A、B兩點，直線BD的函數表達式為y=-

3

x+3

3

，拋物線的對稱軸l與直線BD交于點C、與x軸交于點E．
（1）求A、B、C三個點的坐標；
（2）點P為線段AB上的一個動點（與點A、點B不重合），以點A為圓心、以AP為半徑的圓弧與線段AC交于點M，以點B為圓心、以BP為半徑的圓弧與線段BC交于點N，分別連接AN、BM、MN．
①求證：AN=BM；
②在點P運動的過程中，四邊形AMNB的面積有最大值還是有最小值？并求出該最大值或最小值．

Answer 1

（1）令-x²+2x+3=0，
解得：x₁=-1，x₂=3，
∴A（-1，0），B（3，0）（2分）
∵y=-x²+2x+3=-（x-1）²+4，
∴拋物線的對稱軸為直線x=1，
將x=1代入y=-

3

x+3

3

，
得y=2

3

，
∴C（1，2

3

）；（3分）

（2）①在Rt△ACE中，tan∠CAE=

CE

AE

=

3

，
∴∠CAE=60°，
由拋物線的對稱性可知l是線段AB的垂直平分線，
∴AC=BC，
∴△ABC為等邊三角形，（4分）
∴AB=BC=AC=4，∠ABC=∠ACB=60°，
又∵AM=AP，BN=BP，
∴BN=CM，
∵在△ABN與△BCM中，

AB=BC ∠ABN=∠BCM BN=CM

，
∴△ABN≌△BCM（SAS），
∴AN=BM；（5分）
②四邊形AMNB的面積有最小值．（6分）
設AP=m，四邊形AMNB的面積為S，
由①可知AB=BC=4，BN=CM=BP，S_△ABC=

1

2

×4×4×

3

2

=4

3

，
∴CM=BN=BP=4-m，CN=m，
過M作MF⊥BC，垂足為F
則MF=MC•sin60°=

3

2

(4-m)，
∴S_△CMN=

1

2

CN•MF=

1

2

m•

3

2

(4-m)=-

3

4

m2+

3

m，（7分）
∴S=S_△ABC-S_△CMN
=4

3

-（-

3

4

m2+

3

m）
=

3

4

(m-2)2+3

3

（8分）
∴m=2時，S取得最小值3

3

．（9分）