如图,抛物线y=ax2-2ax-3a交y轴于A点,交x轴于B,C两点(B在C右边),顶点为D.
(1)求B点的坐标并直接写出A、D的坐标(用含a的式子表示);
(2)若以A、B、D为顶点的三角形为直角三角形,求a的值;
(3)在(2)的条件下,当OA=OB时,抛物线上是否存在点M,使∠DBO=∠MDB?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵抛物线y=ax2-2ax-3a,
∴当x=0时,y=-3a,
∴与y轴交点A的坐标为(0,-3a).
∵抛物线y=ax2-2ax-3a交x轴于B,C两点(B在C右边),
∴a≠0,
令y=0,解得x=3或-1,
∴B(3,0),C(-1,0),
又∵y=ax2-2ax-3a=a(x-1)2-4a,
∴顶点D的坐标为(1,-4a);
(2)由(1)知A(0,-3a),D(1,-4a),
∴AD2=1+(-3a+4a)2=1+a2,
BD2=(3-1)2+(4a)2=4+16a2,
AB2=32+(3a)2=9+9a2.
若以A、B、D为顶点的三角形为直角三角形,则分三种情况讨论:
①若∠ADB=90°,则AD2+BD2=AB2,
∴1+a2+4+16a2=9+9a2,
∴a=±;
②若∠DAB=90°,则AD2+AB2=BD2,
∴1+a2+9+9a2=4+16a2,
∴a=±1;
③若∠ABD=90°,则BD2+AB2=AD2,
∴4+16a2+9+9a2=1+a2,
a无解.
综上,若以A,B,D为顶点的三角形为直角三角形,则a1=,a2=-,a3=1,a4=-1;
(3)在抛物线上存在点M,能够使∠DBO=∠MDB.
如图,∵OA=OB=3,
∴-3a=3,
∴a=-1.
∴A(0,3),D(1,4),B(3,0).
若点M在x≥1的抛物线上时,∵∠DBO=∠MDB,∴MD∥OB,又点M是抛物线上的点,∴点D与点M重合,不符合题意.
∴点M在x<1的抛物线上.
如图,延长DM交x轴于点F,连接BD.设F(x,0).
∵∠DBO=∠MDB,
∴FD=FB.
∴(1-x)2+42=(3-x)2,解得x=-2.则F(-2,0).
易求直线FD的方程为:y=x+.
则,
解得或(舍去),
即M(-,).
解析分析:(1)令x=0求得点A的坐标,令y=0来求点B、C的坐标;把抛物线方程转化为顶点式,直接写出点D的坐标;
(2)根据点A、B、D的坐标,利用两点间的距离公式易求AD2=1+a2,BD2=4+16a2,AB2=9+9a2.然后分别以AD、BD、AB为斜边来求相应的a的值;
(3)由OA=OB易求D(1,4),B(3,0).若点M在x≥1的抛物线上时,因为∠DBO=∠MDB,所以MD∥OB,又点M是抛物线上的点,所以点D与点M重合,不符合题意.故点M在x<1的抛物线上.如图,延长DM交x轴于点F,连接BD.设F(x,0).根据两点间的距离公式可以求得点F的坐标,根据点F、D的坐标易求直线FD的方程,由该方程结合抛物线方程列出方程组,即可求得点M的坐标.
点评:本题考查了二次函数综合题.其中涉及到的知识点有二次函数图象上点的坐标特征,勾股定理,待定系数法求一次函数解析式等.在求有关动点问题时要注意分析题意分情况讨论结果.