如图所示,矩形OABC位于平面直角坐标系中,AB=2,OA=3,点P是OA上的任意一点,PB平分∠APD,PE平分∠OPF,且PD、PF重合.
(1)设OP=x,OE=y,求y关于x的函数解析式,并求x为何值时,y的最大值;
(2)当PD⊥OA时,求经过E、P、B三点的抛物线的解析式;
(3)请探究:在(2)的条件下,抛物线上是否存在一点M,使得△EPM为直角三角形?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)由已知PB平分∠APD,PE平分∠OPF,且PD、PF重合,则∠BPE=90°.
∴∠OPE+∠APB=90°.又∠APB+∠ABP=90°,
∴∠OPE=∠PBA.
∴Rt△POE∽Rt△BPA.
∴.即.
∴y=x(3-x)=-x2+x(0<x<3).
且当x=时,y有最大值;
(2)由已知,△PAB、△POE均为等腰三角形,可得P(1,0),E(0,1),B(3,2).
设过此三点的抛物线为y=ax2+bx+C,则
∴
∴y=x2-x+1;
(3)由(2)知∠EPB=90°,即点M与点B重合时满足条件.
直线PB为y=x-1,与y轴交于点(0,-1).
将PB向上平移2个单位则过点E(0,1),
∴该直线为y=x+1.
由得,
∴M(4,5).
故该抛物线上存在两点M(3,2),(4,5)满足条件.
解析分析:(1)根据题目条件得出Rt△POE∽Rt△BPA,然后根据相似三角形的性质列出比例式,转化为关于x的二次函数最值问题解答.
(2)设出二次函数的一般式,利用待定系数法列出方程组,求出a、b、c的值即可得到经过E、P、B三点的抛物线的解析式;
(3)由(2),得到∠EPB=90°,即可知点M与点B重合时满足条件,求出直线PB为y=x-1,与y轴交于点(0,-1),进而求出PB向上平移2个单位则过点E(0,1)的解析式,与抛物线解析式组成方程组,其解即为M点坐标.
点评:此题考查了列抛物线解析式、待定系数法求函数解析式及三角形的存在性问题,都要用到数形结合的数学思想,难点在于考虑问题要全面,做到不重不漏.