抛物线y=(x-3)(x+1)与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,点D为顶点.(1)求点B及点D的坐标.(2)连结BD,CD,抛物线的对称轴与x轴

发布时间:2020-08-12 12:06:06

抛物线y=(x-3)(x+1)与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,点D为顶点.

(1)求点B及点D的坐标.
(2)连结BD,CD,抛物线的对称轴与x轴交于点E.
①若线段BD上一点P,使∠DCP=∠BDE,求点P的坐标.
②若抛物线上一点M,作MN⊥CD,交直线CD于点N,使∠CMN=∠BDE,求点M的坐标.

网友回答

解:(1)∵抛物线y=(x-3)(x+1)与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),
∴当y=0时,(x-3)(x+1)=0,
解得x=3或-1,
∴点B的坐标为(3,0).
∵y=(x-3)(x+1)=x2-2x-3=(x-1)2-4,
∴顶点D的坐标为(1,-4);

(2)①如右图.
∵抛物线y=(x-3)(x+1)=x2-2x-3与与y轴交于点C,
∴C点坐标为(0,-3).
∵对称轴为直线x=1,
∴点E的坐标为(1,0).
连接BC,过点C作CH⊥DE于H,则H点坐标为(1,-3),
∴CH=DH=1,
∴∠CDH=∠BCO=∠BCH=45°,
∴CD=,CB=3,△BCD为直角三角形.
分别延长PC、DC,与x轴相交于点Q,R.
∵∠BDE=∠DCP=∠QCR,
∠CDB=∠CDE+∠BDE=45°+∠DCP,
∠QCO=∠RCO+∠QCR=45°+∠DCP,
∴∠CDB=∠QCO,
∴△BCD∽△QOC,
∴==,
∴OQ=3OC=9,即Q(-9,0).
∴直线CQ的解析式为y=-x-3,
直线BD的解析式为y=2x-6.
由方程组,解得.
∴点P的坐标为(,-);

②(Ⅰ)当点M在对称轴右侧时.
若点N在射线CD上,如备用图1,延长MN交y轴于点F,过点M作MG⊥y轴于点G.
∵∠CMN=∠BDE,∠CNM=∠BED=90°,
∴△MCN∽△DBE,
∴==,
∴MN=2CN.
设CN=a,则MN=2a.
∵∠CDE=∠DCF=45°,
∴△CNF,△MGF均为等腰直角三角形,
∴NF=CN=a,CF=a,
∴MF=MN+NF=3a,
∴MG=FG=a,
∴CG=FG-FC=a,
∴M(a,-3+a).
代入抛物线y=(x-3)(x+1),解得a=,
∴M(,-);
若点N在射线DC上,如备用图2,MN交y轴于点F,过点M作MG⊥y轴于点G.
∵∠CMN=∠BDE,∠CNM=∠BED=90°,
∴△MCN∽△DBE,
∴==,
∴MN=2CN.
设CN=a,则MN=2a.
∵∠CDE=45°,
∴△CNF,△MGF均为等腰直角三角形,
∴NF=CN=a,CF=a,
∴MF=MN-NF=a,
∴MG=FG=a,
∴CG=FG+FC=a,
∴M(a,-3+a).
代入抛物线y=(x-3)(x+1),解得a=5,
∴M(5,12);
(Ⅱ)当点M在对称轴左侧时.
∵∠CMN=∠BDE<45°,
∴∠MCN>45°,
而抛物线左侧任意一点K,都有∠KCN<45°,
∴点M不存在.
综上可知,点M坐标为(,-)或(5,12).
解析分析:(1)解方程(x-3)(x+1)=0,求出x=3或-1,根据抛物线y=(x-3)(x+1)与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),确定点B的坐标为(3,0);将y=(x-3)(x+1)配方,写成顶点式为y=x2-2x-3=(x-1)2-4,即可确定顶点D的坐标;
(2)①根据抛物线y=(x-3)(x+1),得到点C、点E的坐标.连接BC,过点C作CH⊥DE于H,由勾股定理得出CD=,CB=3,证明△BCD为直角三角形.分别延长PC、DC,与x轴相交于点Q,R.根据两角对应相等的两三角形相似证明△BCD∽△QOC,则==,得出Q的坐标(-9,0),运用待定系数法求出直线CQ的解析式为y=-x-3,直线BD的解析式为y=2x-6,解方程组,即可求出点P的坐标;
②分两种情况进行讨论:(Ⅰ)当点M在对称轴右侧时.若点N在射线CD上,如备用图1,延长MN交y轴于点F,过点M作MG⊥y轴于点G,先证明△MCN∽△DBE,由相似三角形对应边成比例得出MN=2CN.设CN=a,再证明△CNF,△MGF均为等腰直角三角形,然后用含a的代数式表示点M的坐标,将其代入抛物线y=(x-3)(x+1),求出a的值,得到点M的坐标;若点N在射线DC上,同理可求出点M的坐标;(Ⅱ)当点M在对称轴左侧时.由于∠BDE<45°,得到∠CMN<45°,根据直角三角形两锐角互余得出∠MCN>45°,而抛物线左侧任意一点K,都有∠KCN<45°,所以点M不存在.

点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有二次函数图象上点的坐标特征,二次函数的性质,运用待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,勾股定理,等腰直角三角形、相似三角形的判定与性质,综合性较强,有一定难度.(2)中第②问进行分类讨论及运用数形结合的思想是解题的关键.
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