如图1,抛物线y=a(x-2)2-2的顶点为C,抛物线与x轴交于A,B两点(其中A点在B点的左边),CH⊥AB于H,且tan∠ACH=
(1)求抛物线的解析式;
(2)在坐标平面内是否存在一点D,使得以O、B、C、D为顶点的四边形是等腰梯形?若存在,求所有的符合条件的D点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,将(1)中的抛物线平移,使其顶点在y轴的正半轴上,在y轴上是否存在一点M,使得平移后的抛物线上的任意一点P到x轴的距离与P点到M的距离相等?若存在,求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)由抛物线的解析式知:C(2,-2);
在Rt△ACH中,CH=2,AH=CH?tan∠ACH=2×=1,则 A(1,0)、B(3,0).
将点A的坐标代入抛物线的解析式中,得:
0=a(1-2)2-2,则 a=2;
∴抛物线的解析式:y=2(x-2)2-2=2x2-8x+6.
(2)假设存在符合条件的D点.
连接OC、BC,由B(3,0)、C(2,-2)得:
OB=3;∠HOC=∠HCO=45°,OC=2;tan∠HBC=2,BC=.
①当OB∥CD1、OD1=BC时,如右图;
点D1的横坐标的纵坐标与BH长相同,则点D1(1,-2).
②当OD2∥BC、OC=BD2时;
tan∠D2OB=tan∠HBC=2,则 直线OD2:y=2x;
设点D2(x,2x),则:BD2==,
由OC=BD2得:2=,解得:x=,x=1(舍)
即点D2(,).
③当OC∥BD3、OD3=BC时;
∠D3BO=∠HOC=45°,即tan∠D3BO=1,可设 B(x,3-x);
由OD3=BC=,得:
x2+(3-x)2=5,解得 x=2,x=1(舍)
即点D3(2,1).
综上可知,存在符合条件的点D,且坐标为:(1,-2)、(,)、(2,1).
(3)设平移后的抛物线解析式为:y=2x2+m,那么其顶点为(0,m),若存在符合条件的点M,则M(0,2m);(m>0)
设P(x,2x2+m),则:
PM2=(x-0)2+(2x2+m-2m)2=x2+4x4-4mx2+m2,P到x轴的距离:2x2+m;
依题意有:x2+4x4-4mx2+m2=(2x2+m)2,解得:m=.
∴存在符合条件的点M,且坐标为 M(0,).
解析分析:(1)根据给出的抛物线解析式,能得到顶点C的坐标,则CH长可求,在Rt△ACH中,结合∠ACH的正弦值能得到AH的长,在确定点A的坐标后代入抛物线的解析式中,即可求出待定系数的值.(2)这道题需要充分利用等腰梯形的性质:两底平行、两腰相等、对角线相等、同一底上的两内角相等.首先根据上述特点中的相等角,找出点D的大致位置,然后再根据相等的边长求出点D的坐标,在求解时要分三种情况考虑:以OB、OC、BC为下底进行考虑.(3)首先用未知数表示平移后的抛物线解析式(平移过程中,二次项系数是不变的)和点M的坐标,然后用两点间的距离公式求出PM的长,依据“P到x轴的距离与P点到M的距离相等”作为等量条件求出点M的坐标.
点评:本题主要考查了二次函数解析式的确定、等腰梯形的判定和性质、解直角三角形、坐标系两点间的距离公式等重要知识.最后两个小题是该题的难点,特别是(2)题,由于考虑不够全面而造成的漏解是容易出错的地方.