题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2+bx﹣2的对称轴是直线x=1,与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(﹣2,0),点P为抛物线上的一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点E.
(1)求抛物线解析式;
(2)若点P在第一象限内,当OD=4PE时,求四边形POBE的面积;
(3)在(2)的条件下,若点M为直线BC上一点,点N为平面直角坐标系内一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点B,D,M,N为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) 抛物线解析式为y=x2﹣x﹣2;(2);(3) 当N(,﹣)或(4.6,)或(5﹣,﹣)或(5+,),以点B,D,M,N为顶点的四边形是菱形.
【解析】试题分析:(1)由抛物线的对称轴是直线x=1,A(﹣2,0)在抛物线上,于是列方程即可得到结论;
(2)根据函数解析式得到B(4,0),C(0,﹣2),求得BC的解析式,设D(m,0),得到E(m,),P(m,),根据已知条件列方程得到m=5,m=0(舍去),求得D,P,E的坐标,根据三角形的面积公式即可得到结论;
(3)设M(n,),①以BD为对角线,根据菱形的性质得到MN垂直平分BD,求得n的值,于是得到N的坐标;②以BD为边,根据菱形的性质得到MN∥BD,MN=BD=MD=1,过M作MH⊥x轴于H,根据勾股定理列方程即可得到结论.
试题解析:(1)∵抛物线的对称轴是直线x=1,A(﹣2,0)在抛物线上,
∴,解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)令=0,解得:x1=﹣2,x2=4,当x=0时,y=﹣2,
∴B(4,0),C(0,﹣2),设BC的解析式为y=kx+b,则:,解得:,
∴ ,
设D(m,0),∵DP∥y轴,
∴E(m,),P(m,),
∵OD=4PE,
∴m=4(﹣)
∴m=5,m=0(舍去),
∴D(5,0),P(5,),E(5,),
∴四边形POBE的面积=S△OPD﹣S△EBD=×5×﹣×1×=;
(3)存在,设M(n,),
①以BD为对角线,如图1,
∵四边形BNDM是菱形,
∴MN垂直平分BD,
∴n=4+=,
∴M(,),
∵M,N关于x轴对称,
∴N(,﹣);
②以BD为边,如图2,
∵四边形BNDM是菱形,
∴MN∥BD,MN=BD=MD=1,
过M作MH⊥x轴于H,
∴MH2+DH2=DM2,即,
∴n1=4(不合题意),n2=5.6,
∴N(4.6,),同理,
∴n1=(不合题意,舍去),n2=,
∴N(,);
③以BD为边,如图3,过M作MH⊥x轴于H,
∴MH2+BH2=BM2,即,
∴n1=,n2=(不合题意,舍去),
∴N(,).
综上所述,当N(,﹣)或(4.6,)或(,)或(,),以点B,D,M,N为顶点的四边形是菱形.