题目内容
【题目】如图,顶点为M的抛物线y=a(x+1)2-4分别与x轴相交于点A,B(点A在点B的右侧),与y轴相交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)判断△BCM是否为直角三角形,并说明理由.
(3)抛物线上是否存在点N(点N与点M不重合),使得以点A,B,C,N为顶点的四边形的面积与四边形ABMC的面积相等?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)△BCM是直角三角形;(3)N(, )或N(, )或N(﹣2,﹣3).
【解析】试题分析:(1)用待定系数法求出抛物线解析式即可;
(2)由抛物线解析式确定出抛物线的顶点坐标和与x轴的交点坐标,用勾股定理的逆定理即可;
(3)根据题意判断出点N只能在x轴上方的抛物线上,由已知四边形的面积相等转化出S△ABN=S△BCM,然后求出三角形BCM的面积,再建立关于点N的坐标的方程求解即可.
试题解析:(1)∵抛物线与y轴相交于点C(0,﹣3),∴﹣3=a﹣4,∴a=1,∴抛物线解析式为,即;
(2)△BCM是直角三角形.理由:
由(1)有,抛物线解析式为,∵顶点为M的抛物线,∴M(﹣1,﹣4),由(1)抛物线解析式为,令y=0,∴,∴=﹣3, =1,∴A(1,0),B(﹣3,0),∴=9+9=18, =1+1=2, =4+14=20,∴,∴△BCM是直角三角形;
(3)存在.∵以点A,B,C,N为顶点的四边形的面积与四边形ABMC的面积相等,且点M是抛物线的顶点,分两种情况讨论:
①点N在x轴上方的抛物线上,如图,由(2)有△BCM是直角三角形, =18, =2,∴BC=,CM=,∴S△BCM=BC×CM==3,设N(m,n),∵以点A,B,C,N为顶点的四边形的面积与四边形ABMC的面积相等,∴S△ABN+S△ABC=S△BCM+S△ABC,∴S△ABN=S△BCM=3,∵A(1,0),B(﹣3,0),∴AB=4,∴S△ABN=×AB×n=×4×n=2n=3,∴n=,∵N在抛物线解析式为的图象上,∴,∴m1=,m2=,∴N(, )或N(, );
②如图2,点N在x轴下方的抛物线上,∵点C在对称轴的右侧,∴点N在对称轴右侧不存在,只有在对称轴的左侧,过点M作MN∥BC,交抛物线于点N,∵B(﹣3,0),C(0,﹣3),∴直线BC解析式为y=﹣x﹣3,设MN的解析式为y=﹣x+b,∵抛物线解析式为①,∴M(﹣1,﹣4),∴直线MN解析式为y=﹣x﹣5②,联立①②得:,解得: (舍),,∴N(﹣2,﹣3).
综上所述:N(, )或N(, )或N(﹣2,﹣3).