解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c过点C(0,3)
∴当x=0时,c=3.
又∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(-1,0),B(3,0)
∴0=a-b+30=9a+3b+3,解得a=-1b=2
∴抛物线的解析式为:y=-x2+2x+3
又∵y=-x2+2x+3,y=-(x-1)2+4
∴顶点D的坐标是(1,4).
(2)设直线BD的解析式为y=kx+n(k≠0)
∵直线y=kx+n过点B(3,0),D(1,4)
∴0=3k+n4=k+n,解得k=-2n=6
∴直线BD的解析式:y=-2x+6
∵P点在线段BD上,因此,设点P坐标为(m,-2m+6)
又∵PM⊥x轴于点M,∴PM=-2m+6,OM=m
又∵A(-1,0),C(0,3)∴OA=1,OC=3
设四边形PMAC面积为S,则
S=12OA•OC+12(PM+OC)•OM=12×1×3+
12(-2m+6+3)•m
=-m2+92m+32=-(m-94)2+10516
∵1<
94<3
∴当m=94时,四边形PMAC面积的最大值为10516
此时,P点坐标是(94,32).
(3)答案:(2,3);(114,1516).
******注:以下给出解题简要过程,原题并无此要求******
①四边形PQAC是平行四边形,如右图①所示.
过点P作PE⊥x轴于点E,易证△AOC≌△QEP,∴yP=PE=CO=3.
又CP∥x轴,则点C(0,3)与点P关于对称轴x=1对称,∴xP=2.
∴P(2,3).
②四边形PQAC是等腰梯形,如右图②所示.
设P(m,n),P点在抛物线上,则有n=-m2+2m+3.
过P点作PE⊥x轴于点E,则PE=n.
在Rt△OAC中,OA=1,OC=3,∴AC=10,tan∠CAO=3,cos∠CAO=1010;
∵PQ∥CA,∴tan∠PQE=PEQE=tan∠CAO=3,
∴QE=13n,PQ=QE2+PE2=103n.
过点Q作QM∥PC,交AC于点M,则四边形PCMQ为平行四边形,△QAM为等腰三角形.再过点Q作QN⊥AC于点N.
则有:CM=PQ=103n,AN=12AM=12(AC-CM)=102(1-13n),
AQ=ANcos∠CAO=
102(1-
13n)1010=5(1-13n).
又AQ=AO+OQ=1+(m-13n),
∴5(1-13n)=1+(m-13n),化简得:n=3-34m;
又P点在抛物线上,有n=-m2+2m+3,
∴-m2+2m+3=3-34m,化简得:m2-114m=0,解得m1=0(舍去),m2=114
∴m=114,n=3-34m=1516,
∴P(114,1516).