解题思路:(1)根据所给的A、B的值,代入二次函数,可求出a、b的值,得到二次函数的表达式;
(2)由点的坐标可得到△AOC是等腰直角三角形,从而得到∠CMD=90°,再利用扇形面积公式可计算出面积;
(3)利用三角形的相似,得到比例线段求出m的值,需考虑到有两种情况.
(1)依题意得:
a−b−1=0
m2a+mb−1=0,
解得:
a=
1
m
b=
1−m
m,
∴抛物线的解析式为:y=[1/m]x2+[1−m/m]x-1;
(2)∵x=0时,y=-1,
∴C(0,-1),
∵OA=OC,
∴∠OAC=45°,
∴∠BMC=2∠OAC=90°.
又∵BC=
m2+1,
∴S=
1
4π•MC2=
1
4π•
BC2
2=
(m2+1)π
8;
(3)如图,由抛物线的对称性可知,若抛物线上存在点P,使得以A、B、P为顶点的三角形与△ABC相似,
则P关于对称轴的对称点P'也符合题意,即P、P'对应的m值相同.下面以点P在对称轴右侧进行分析:
情形一:若△ABC∽△APB,
∴∠PAB=∠BAC=45°,[AB/AP=
AC
AB],
过P作PD⊥x轴垂足为D,连PA、PB.
在Rt△PDA中,∵∠PAB=∠BAC=45°,
∴PD=AD,
∴可令P(x,x+1),
若P在抛物线上,
则有x+1=[1/m]x2+[1−m/m]x-1.
即x2+(1-2m)x-2m=0,
解得x1=-1,x2=2m,
∴P1(2m,2m+1),P2(-1,0)显然P2不合题意,舍去.
此时AP=
2PD=(2m+1)
2;①
又由[AB/AP=
AC
AB],得AP=
AB2
AC=
(m+1)2
2;②
由①、②有:(2m+1)
2=
(m+1)2
2.
整理得:m2-2m-1=0,
解得:m=1±
2,
∵m>0,
∴m=1+
2.
即若抛物线上存在点P,使得以A、B、P为顶点的三角形与△ABC相似,
则m=1+
2;(8分)
情形二:△ABC∽△PAB,
则∠PAB=∠ABC,[AB/AP=
BC
AB],
同于情形一:∵∠PAB=∠ABC,
∴[PD/AD=
OC
OB=
1
m],
∴可令P(x,[1/m](x+1)),
若P在抛物线上,则有[1/m](x+1)=[1/m]x2+[1−m/m]x-1.
整理得:x2-mx-m-1=0,
解得:x1=-1,x2=m+1,
∴P(m+1,[1/m](m+2))或P(-1,0),
显然P(-1,0)不合题意,舍去.
此时AP=
AD2+PD2=
(m+2)
m2+1
m;①
又由[AB/AP=
BC
AB]得:AP=
AB2
BC=
(m+1)2
m2+1;②
由①、②得:
(m+2)
m2+1
m=
(m+1)2
m2+1,
整理得m2=m2+1,显然无解.(10分)
综合情形一二得:若抛物线上存在点P,使得以A、B、P为顶点的三角形与△ABC相似,则m=1+
2.
点评:
本题考点: 二次函数综合题;待定系数法求二次函数解析式;抛物线与x轴的交点;扇形面积的计算;相似三角形的性质.
考点点评: 综合考查了用待定系数法求二次函数的解析式,两点之间的距离公式,圆心角等于圆周角的2倍.相似三角形的判定和性质,勾股定理等知识点,具有较强的综合性.