如图,抛物线y=x2-2mx+n+1的顶点A在x轴负半轴上,与y轴交于点B,C是抛物线上一点,且点C的横坐标为1,.(1)求抛物线的函数关系式;(2)若D是抛物线上一

发布时间:2020-08-09 02:09:11

如图,抛物线y=x2-2mx+n+1的顶点A在x轴负半轴上,与y轴交于点B,C是抛物线上一点,且点C的横坐标为1,.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)若D是抛物线上一点,直线BD经过第一、二、四象限,且原点O到直线BD的距离为,求点D的坐标;
(3)在(2)的条件下,直线BD上是否存在点P,使得以A、B、P为顶点的三角形与△AOB相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)过点C作CE⊥x轴于点E,如图,
∵抛物线上一点C的横坐标为1,
∴C(1,n-2m+2),
其中n-2m+2>0,OE=1,CE=n-2m+2;
∵抛物线的顶点A在x轴负半轴上,
∴A(m,0),△=4m2-4(n+1)=0,得n=m2-1①,
其中m<0,OA=-m,AE=OE+OA=1-m,
在Rt△ACE中,AC=3,
∵AE2+CE2=AC2,
∴(1-m)2+(n-2m+2)2=(3)2②,
把①代入②得[(m-1)2]2+(m-1)2-90=0,
∴[(m-1)2+10][(m-1)2-9]=0,
∴(m-1)2-9=0
∴m1=4,m2=-2,
∵m<0,
∴m=-2.
把m=-2代入①,得n=4-1=3,
∴抛物线的关系式为y=x2+4x+4;
(2)设直线DB交x轴正半轴于点F,过点O作OM⊥DB于点M,如图,
∵点O到直线DB的距离为,
∴OM=,
而B点坐标为(0,4),
∴OB=4,
∴BM==;
∵OB⊥OF,OM⊥BF,
∴△OBM∽△FOM,
∴=,即=,
∴OF=8,
∴F点坐标为(8,0),
设直线DB的解析式为y=kx+b,
把F(8,0)、B(0,4)代入得,解得,
∴直线DB的解析式为y=-x+4,
解方程组得或,
∴D点坐标为(-,);
(3)存在.理由如下:
∵OB=4,OF=8,
∴BF==4,
∵y=(x+2)2,
∴A点坐标为(-2,0),
∴OA=2,
而OB=4,
∴AB==2
∴OA:OB=OB:OF,
∴△OAB∽△OBF,
∴∠AOB=∠OFB,
∴∠ABF=∠ABO+∠OBF=∠OFB+∠OBF=90°,
∴△ABF∽△AOB,
此时P1在F点位置,符号要求,P1点的坐标为(8,0);
当△ABP2∽△BOA时,
则BP2:OA=AB:BO,即BP2:2=2:4,
∴BP2=,
过P2作P2H⊥x轴于H,如图,
∴OH:OF=BP2:BF,即OH:8=:4,
∴OH=2,
把x=2代入y=-x+4得y=-×2+4=2,
∴P2的坐标为(2,2);
当△ABP3∽△BOA时,同样得到BP3=,
∴P3A⊥OA,
∴P3的横坐标为-2,
把x=-2代入y=-x+4得y=-×(-2)+4=5,
∴P3的坐标为(-2,6);
当△ABP4∽△AOB时,
则BP4:OB=AB:AO,即BP4:4=2:2,
∴BP4=4,
过P4作P4Q⊥y轴于Q,如图,
易证得△P4QB≌△FOB,
∴P4Q=8,
把x=-8代入y=-x+4得y=-×(-8)+4=8,
∴P4的坐标为(-8,8),
∴满足条件的P点坐标为(-8,8)、(-2,5)、(2,2)、(8,0).
解析分析:(1)欲求抛物线的解析式,需求出m、n的值,根据抛物线的解析式,易得顶点A的坐标,然后将x=1代入抛物线的解析式中,可得点C的坐标,即可根据AC的长利用勾股定理得到第一个关于m、n的等量关系式;由于抛物线的顶点在x轴上,即抛物线与x轴只有一个交点,即根的判别式△=0,联立两个关于m、n的式子即可求出m、n的值,从而得到该抛物线的解析式;
(2)根据(1)的抛物线解析式可求得点B的坐标,即可得到OB的长;过O作OM⊥BD于M,根据题意可知OM=,进而可利用勾股定理求得BM的长;在△EOF中,OM⊥EF,易证得△OBM∽△FOM,根据相似三角形所得比例线段即可求得OF的长,也就得到了F点的坐标,进而可利用待定系数法求得直线BD的解析式,联立抛物线的解析式即可求出点D的坐标.
(3)存在.利用△ABF∽△AOB、△ABP2∽△BOA、△ABP3∽△BOA、△ABP4∽△AOB可分别确定P1、P2、P3、P4的坐标.

点评:此题是二次函数的综合题,涉及到勾股定理、根的判别式、二次函数解析式的确定、相似三角形的判定和性质以及函数图象交点坐标的求法等重要知识,综合性强,难度较大.
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