题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,直线
与
轴交于点
,与
轴交于点
抛物线
的对称轴是直线
与
轴的交点为点
且经过点
两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点为抛物线对称轴上一动点,当
的值最小时,请你求出点
的坐标;
(3)抛物线上是否存在点,过点
作
轴于点
使得以点
为顶点的三角形与
相似?若存在,请直接写出点
的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)
;(3)存在;
或
或
或
【解析】
(1)由直线可得B、C两点的坐标,根据二次函数的对称轴求得A点坐标,可设抛物线的解析式为
,将C点坐标代入可求得a,即可得抛物线的解析式;
(2)根据绝对值的性质得出的值最小时,点
为BC的垂直平分线与直线
的交点,求得BC垂直平分线的解析式,联立直线
即可求得点
;
(3)分四种情况进行讨论,设出N的坐标,根据相似三角形的对应边成比例的性质,求得N的横坐标与纵坐标的关系,然后联立抛物线解析式即可求解.
解:∵直线与
轴交于点
,与
轴交于点
,
∴当y=0时,即,解得:x=4,则点B的坐标为
,
当x=0时,,则点C的坐标为
,
由二次函数的对称性可知:点与点
关于直线
对称,
∴点A的坐标为,
∵抛物线与轴的交点为点
,
∴可设抛物线的解析式为,
又∵抛物线过点,
∴,解得:
,
∴
∴抛物线的解析式为;
(2)如图1,连结CM、BM,作线段BC的垂直平分线分别交BC、直线
于点
,则N为BC中点;
由绝对值的性质可得:,
∴当的值最小时,即
,则此时
,
∴点M为与直线
的交点,此时
与
重合,
设的解析式为:
,
∵直线BC的解析式为:,
∴,解得:
,则
的解析式可化为:
,
由得点N的坐标为
,
将代入
得:
,解得:
,
∴,
将代入
,得
,即
,
∴当的值最小时,点
的坐标为
,
(3)抛物线上存在点,使得以点
为顶点的三角形与
相似;
∵
∴,
,
,
∴,
,
∵,
∴为直角三角形,
,
∵轴,
∴,则
,
如图2所示,分四种情况,点的坐标分别为
,设点
的坐标为
,
①当点在x轴的上方,要使
,则
,
则此时点与点C重合,则此时点
与点O重合,
则,满足题意,
∴此时点的坐标为
;
②当点在x轴的上方,要使
,则
,
∴,即
,代入抛物线的解析式得:
,化简得:
,
解得:,
(不符合题意,故舍去),
将代入抛物线解析式得:
,
∴此时点的坐标为
;
③当点在x轴的下方,要使
,则
,
∴,即
,代入抛物线的解析式得:
,化简得:
,
解得:,
(不符合题意,故舍去),
将代入抛物线解析式得:
,
∴此时点的坐标为
;
④当点在x轴的下方,要使
,则
,
∴,即
,代入抛物线的解析式得:
,化简得:
,
解得:,
(不符合题意,故舍去),
将代入抛物线解析式得:
,
∴此时点的坐标为
;
综上所述,抛物线存在点N的坐标为或
或
或
使得以点
为顶点的三角形与
相似.
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