如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(-1,0),B(4,0),与y轴交于点C(0,-2).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若D点在此抛物线上,且AD∥CB,在x轴上是否存在点E,使得以A,D,E为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,问在x轴下方的抛物线上,是否存在点P使得△APD的面积与四边形ACBD的面积相等?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(-1,0),B(4,0),与y轴交于点C(0,-2),
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2-x-2;
(2)设D点坐标为(x,y),E点坐标为(a,0)
∵AD∥CB,
∴两直线的斜率相等,
∴kAD=kBC,
∴==,
∴y+1=x,
又∵点D在抛物线上,
∴y=x2-x-2,
联立两式解得D点的坐标为(5,3),
连接AC,AC=,BC=2,AB=5,
∵AC2+BC2=AB2,
∴△ACB是直角三角形,
①若Rt△ACB∽RtEDA,如图1所示,
∵AD∥AC,
∴∠DAB=∠ABC,
∵Rt△ACB∽RtEDA,
∴==,
∴==,
当a=5时,等式成立,
∴当E点坐标为(5,0)时,Rt△ACB∽RtAED;
②若Rt△ACB∽RtADE,如图2所示,
同理可知=,即=,
解得a=,
∴AE=,根据勾股定理求出DE=,
检验:==,
∴存在E点坐标(,0)使以A,D,E为顶点的三角形与△ABC相似,
综上这样的点有两个,分别是(5,0),(,0);
(3)由(1)(2)可知:AB=5,D点坐标为(5,3),C点坐标为(0,-2),
假设存在P点(x,y)使得△APD的面积与四边形ACBD的面积相等,
S四边形ACBD=S△ABD+S△ACB=×5×3+×5×2=,
S△APD=×AD×h=,解得h=,
∴P到直线AD的距离为,
直线AD的解析式为y=x+,
P点到直线AD的距离d==,
又知y=x2-x-2,
解得x=
∴这样的P点存在,坐标为(,)、(,).
解析分析:(1)根据y=ax2+bx+c经过点A(-1,0),B(4,0)和点C(0,-2)三点,列出三元一次方程组,解出a、b和c即可;
(2)设D点坐标为(x,y),E点坐标为(a,0),根据AD∥BC,两直线斜率相等,列式求出D点的坐标,再证明出△ABC是直角三角形,然后分类讨论:①当∠E是直角时,两三角形相似,根据比例关系求出E点的坐标,②当∠D是直角时,两三角形相似,根据比例关系求出E点的坐标.
(3)假设存在P点(x,y)使得△APD的面积与四边形ACBD的面积相等,根据S四边形ACBD=S△ABD+S△ACB=S△ABP列式求出y的值,然后验证P点坐标是否存在.
点评:本题考查了二次函数、三角形相似、平行线的性质、直线斜率等知识点,解答本题需要较强的综合作答能力,特别是作答(2)问时需要进行分类,这是同学们容易忽略的地方,此题难度较大.