已知抛物线y=-x2+bx+c的顶点P的坐标为(n,n2+2n+1)(n≥1).
(1)求b与n,c与n之间的关系式;
(2)若抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于点A,B(点A在点B的左边),点P到AB的距离等于线段AB长的2倍,求此抛物线y=-x2+bx+c的解析式;
(3)设抛物线y=-x2+bx+c与y轴交于点D,O为原点,矩形OEFD的顶点E,F分别在x轴和该抛物线上,当矩形OEFD的面积为20时,求点P的坐标.
【答案】(1)b=2n,c=2n+1;(2)此抛物线c的解析式为y=-x2+6x+7;(3)点P的坐标为(2,9).
【解析】(1)yP由定点P的坐标,可得抛物线的解析式为y=-x2+2nx+2n+1=-x2+bx+c,左右对照即可求出b和c;
(2)根据抛物线的解析式可求出A和B的坐标,又点P到x轴的距离为n2+2n+1,所以有n2+2n+1=2n+2,解方程求出n的值,进而可求出抛物线解析式;
(3)根据已知条件可求出OD,DF的长,再根据矩形的面积公式可得:OD•DF=2n(2n+1)=20,求出n的值,即可求出P的坐标.
(1)∵顶点P的坐标为(n,n2+2n+1)(n≥1),
∴y=-(x-n)2+n2+2n+1=-x2+2nx+2n+1=-x2+bx+c,
∴b=2n,c=2n+1;
(2)当y=0时,即-x2+2nx+2n+1=0.解得x1=-1,x2=2n+1.
由于点A在点B的左边,
∴点A的坐标为(-1,0),点B 的坐标为(2n+1,0),
即AB=2n+1-(-1)=2n+2;
又点P到x轴的距离为n2+2n+1,
由题意可得n2+2n+1=2n+2.解得n=3,n=-1(不合题意,舍去),
即n=3;
∴此抛物线c的解析式为y=-x2+6x+7;
(3)如图所示,∵c=2n+1,
∴点D的坐标为(0,2n+1),即OD=2n+1,
又∵DF∥x轴,且D,F关于直线x=n对称,
∴F的坐标为(2n,2n+1),
∴DF=2n.
由题意可得OD·DF=20,即2n(2n+1)=20,
解得n=2或n=-2.5(不合题意,舍去),即n=2;
∴点P的坐标为(2,9).