题目内容
【题目】在平面直角坐标系中,已知A,B是抛物线y=ax2(a>0)上两个不同的点,其中A在第二象限,B在第一象限.
(1)如图1所示,当直线AB与x轴平行,∠AOB=90°,且AB=2时,求此抛物线的解析式和A,B两点的横坐标的乘积;
(2)如图2所示,在(1)所求得的抛物线上,当直线AB与x轴不平行,∠AOB仍为90°时,求证:A、B两点横坐标的乘积是一个定值;
(3)在(2)的条件下,如果直线AB与x轴、y轴分别交于点P、D,且点B的横坐标为 .那么在x轴上是否存在一点Q,使△QDP为等腰三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)解:如图1,
作BE⊥x轴,
∴△AOB是等腰直角三角形,
∴BE=OE= AB=1,
∴A(﹣1,1),B(1,1),
∴A,B两点的横坐标的乘积为﹣1×1=﹣1,
∵抛物线y=ax2(a>0)过A,B,
∴a=1,
∴抛物线y=x2,
(2)解:如图2,
作BN⊥x轴,作AM⊥x轴,
∴∠AOB=AMO=∠BNO=90°,
∴∠MAO=∠BON,
∴△AMO∽△ONB,
∴ ,
∴AM×BN=OM×ON,
设A(x1,y1),B(x2,y2)在抛物线上,
∴AM=y1=x12,BN=y2=x22,OM=﹣x1,ON=x2,
∴x12×x22=﹣x1×x2,
∴x1×x2=﹣1,
∴A,B两点横坐标的乘积是一个定值;
(3)解:由(2)得,A,B两点横坐标的乘积是一个定值为﹣1,
∵点B的横坐标为 ,
∴点A的横坐标为﹣2,
∵A,B在抛物线上,
∴A(﹣2,4),B( , ),
∴直线AB解析式为y=﹣ x+1,
∴P( ,0),D(0,1)
设Q(n,0),
∴DP2= ,PQ2=(n﹣ )2,DQ2=n2+1
∵△QDP为等腰三角形,
∴①DP=PQ,
∴DP2=PQ2,
∴ =(n﹣ )2,
∴n= ,
∴Q1( ,0),Q2( ,0)
②DP=DQ,
∴DP2=DQ2,
∴ =n2+1,
∴n= (舍)或n=﹣ ,
Q3(﹣ ,0)
③PQ=DQ,
∴PQ2=DQ2,
∴(n﹣ )2=n2+1
∴n=﹣ ,
∴Q4(﹣ ,0),
∴存在点Q坐标为Q1( ,0),Q2( ,0),Q3(﹣ ,0),Q4(﹣ ,0),
【解析】(1)利用抛物线性质及待定系数法可求出解析式及横坐标乘积;(2)通过“作BN⊥x轴,作AM⊥x轴”构造相似三角形,即△AMO∽△ONB,对应边成比例,转化为乘积式,A,B两点横坐标的乘积是一个定值;(3)利用(2)的结论求出A、B坐标,若△QDP为等腰三角形,须分类讨论,即①DP=PQ②DP=DQ③PQ=DQ,分别求出Q坐标.