如图,抛物线y=ax2-bx-2交x轴于A(-1,0)、B(4,0),交y轴于点C;
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D是线段AB上一点,过D点作DE∥AC交抛物线于M,交y轴于N,若CM=AN,求D点坐标;
(3)将抛物线沿x轴的正方向平移,交原抛物线于点P,点Q在x轴上,问是否存在点Q使△CPQ是以PC为斜边的等腰直角三角形?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)依题意,有:
,解得
∴抛物线的解析式:y=x2-x-2.
(2)由(1)的抛物线知:A(-1,0)、B(4,0)、C(0,-2),
∴OA=1,OC=2,AC==;
直线AC:y=-2x-2.
通过图示可看出,当点M位于y轴右侧时,CM>AN,所以点M必在y轴右侧;
①当点N在x轴上方时,如图①;
此时,四边形ACMN是等腰梯形,则有:
∠MAC=∠NCA,tan∠MAC=tan∠NCA=;
过点F作FG⊥AC于G,设FG=x,有:AG=GC=2x,AF=CF=x;
∵AC=AG+GC=4x=,x=,FC=x=,
∴OF=OC-FC=2-=,F(0,-);
∴直线AF:y=-x-,联立抛物线的解析式有:
,解得(舍)、
∴M(,-)
由于直线MN∥AC,设直线MN:y=-2x+h,则有:
-5+h=-,h=
∴直线MN:y=-2x+,则D(,0);
②当点N在x轴下方时,如图②,此时四边形ACMN是平行四边形;
∵点A、M关于CN的中点对称,∴点M的横坐标为 1,则M(1,-3);
同①可求得直线MN:y=-2x-1,得 D(-,0);
综上,点D的坐标为(,0)或(-,0).
(3)由题意知:点P、Q都在y轴的右侧,可设Q(x,0)(x>0),过点P作PH⊥x轴于点H;
分两种情况讨论:
①点Q在点C、P之间,如图①;
∵△CPQ是等腰直角三角形,且CP是底边,
∴∠CQP=90°,CQ=QP;
∵
∴△CQO≌△QPH,则:PH=OQ=x,QH=OC=2,OH=OQ+QH=x+2
∴点P可表示为(x+2,-x),代入抛物线解析式有:
-x=(x+2)2-(x+2)-2,解得 x=(负值舍去)
∴Q1(,0);
②点Q在点P右侧时,如图②;
同①可证得:△OCQ≌△HQP,∴HQ=CO=2,PH=OQ=x,OH=OQ-HQ=x-2,则 P(x-2,x);
代入抛物线解析式,有:
x=(x-2)2-(x-2)-2,解得 x1=、x2=(舍,因为此时点P在y轴右侧)
∴Q2(,0);
综上,存在符合条件的点Q,且坐标为(,0)、(,0).
解析分析:(1)利用待定系数法求抛物线的解析式即可.
(2)直线DE与抛物线的交点有两个,通过观察图可看出,点M在y轴右侧时,一定不符合CM=AN的条件,所以只考虑点M在y轴右侧的情况:
①当点N在y轴上方时,MN∥AC,且AN=CM,显然四边形ACMN是等腰梯形,那么∠CAM=∠ACN,可过AM与y轴的交点作线段AC的垂线,在构建的两个小直角三角形中求出这个交点的坐标,进而能求出直线AM的解析式,联立抛物线解析式即可得到点M的坐标,而直线MN与直线AC平行,那么它们的斜率相同,可根据这个条件先设出直线MN的解析式,代入点M的坐标后,进一步能求出点D的坐标;
②当点N在y轴下方时,显然四边形ACMN是平行四边形,那么点A、M的横坐标互为相反数(由于CN在y轴上,而A、M关于CN的中点对称),可先将点M的横坐标代入抛物线解析式中确定点M的坐标,然后按①的思路求出点D的坐标.
(3)由于抛物线向x轴正方形平移,那么点P必在y轴右侧,若△CPQ是以CP为斜边的等腰直角三角形,那么点Q必须在x轴正半轴上,然后分两种情况讨论:
①点Q在点C、P之间时;②点Q在点P的右侧时;
解题思路相同,先设出点Q的坐标,过点P作x轴的垂线,通过构建的全等三角形(这里要用到等腰直角三角形的顶角为90°以及腰相等这两个条件),先表示出点P的坐标(用点Q的横坐标来表示),代入抛物线解析式后,即可确定点Q的坐标.
点评:此题主要考查了利用待定系数法确定函数解析式、特殊四边形的判定和性质、相似三角形与全等三角形的应用等重点知识;这道题的思路和解答过程相等复杂,需要辅以图形来解答题目,在作图时,可以将与所做小题无关的图形去掉,这样可以更直观的看出线段、图形间的位置、数量关系.另外,后两题涉及的情况较多,一定要注意分类讨论.