题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣x2+bx+3与x轴交于点A(1,0)和点B,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式.
(2)直线y=kx+3k经过点B,与y轴的负半轴交于点D,点P为第二象限内抛物线上一点,连接PD,射线PD绕点P顺时针旋转与线段BD交于点E,且∠EPD=2∠PDC,∠EPD的平分线交线段BD于点H,∠BEP+∠BDP=90°
①若四边形PHDC是平行四边形,求点P的坐标;
②过点E作EF⊥PD,交PD于点G,交y轴于点F,已知PF=3 ,求直线PF的解析式.
【答案】
(1)
解:把A(1,0)代入y=﹣x2+bx+3中,
﹣1+b+3=0,解得:b=﹣2,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3;
(2)
解:如图1,当y=0时,﹣x2﹣2x+3=0,
x2+2x﹣3=0,
(x+3)(x﹣1)=0,
x1=﹣3,x2=1,
∴B(﹣3,0),
∵四边形PHDC是平行四边形,
∴PH∥DC,
∴∠EHP=∠EDC,∠HPD=∠PDC,
设∠PDC=x,∠BDP=y,则∠EPH=∠HPD=x,∠EHP=∠EDC=x+y,
∴∠BEP=∠BHP+∠EPH=x+y+x=2x+y,
∵∠BEP+∠BDP=90°,
∴2x+y+y=90°,
x+y=45°,
即∠BHP=45°,
∴∠BDC=45°,
∴△BOD是等腰直角三角形,
∴OB=OD=3=﹣3k,
k=﹣1,
∴直线BD的解析式为:y=﹣x﹣3,
∵PH⊥x轴,
设P(x,﹣x2﹣2x+3),H(x,﹣x﹣3),
∴PH=CD=6,
∴﹣x2﹣2x+3+x+3=6,
解得:x1=0(舍),x2=﹣1,
∴P(﹣1,4);
②如图2,过D作DQ⊥y轴交PE的延长线于Q,直线PH交DQ于M,PN⊥y轴于N,
∵∠PDC= ∠EPD=∠DPH,
∴PM∥DN,
∵DQ⊥DN,
而PM平分∠QPD,
∴MQ=MD,
易得四边形PNDM为矩形,
∴MD=PN,
∴DQ=2PN,
∵EF⊥PD,
∴∠BDP+∠DEG=90°,
而∠BDP+∠BEP=90°,
∴∠DEG=∠BEP=∠QED,
∵∠BDF=45°,
∴∠QDE=45°,
在△DEQ和△DEF中,
,
∴△DEQ≌△DEF(ASA),
∴DQ=DF,
∴DF=2MD=2PN,
设P(x,﹣x2﹣2x+3),则PN=DM=﹣x,DF=﹣2x,FN=﹣x2﹣2x+3+3+2x=﹣x2+6,
在Rt△PFN中,由勾股定理得:PF2=PN2+FN2,
∴ =(﹣x)2+(﹣x2+6)2,
解得:x1= ,x2=±3,
∵点P为第二象限内抛物线上一点,
∴x=﹣ ,
∴DF=2 ,
∴P(﹣ ,2 ﹣3),F(0,2 ﹣3),
设PF解析式为:y=kx+b,
把P(﹣ ,2 ﹣3),F(0,2 ﹣3)代入得:
,
∴ ,
∴直线PF的解析式为:y=﹣2 x+2 ﹣3.
【解析】(1)把点A的坐标代入抛物线的解析式中可得结论;(2)①如图1,推出∠BHP=45°,求出直线BD解析式:y=﹣x﹣3,求出P点坐标等于(﹣1,4);②如图2,作辅助线,构建矩形和等腰三角形,判断四边形PNDM为矩形得到MD=PN,则DQ=2PN,然后证明△DEQ≌△DEF得到DQ=DF,所以DF=2MD=2PN;再在Rt△PFN中利用勾股定理列方程得出P和F的坐标,根据待定系数法求直线PF的解析式.
【考点精析】认真审题,首先需要了解二次函数的性质(增减性:当a>0时,对称轴左边,y随x增大而减小;对称轴右边,y随x增大而增大;当a<0时,对称轴左边,y随x增大而增大;对称轴右边,y随x增大而减小),还要掌握等腰三角形的性质(等腰三角形的两个底角相等(简称:等边对等角))的相关知识才是答题的关键.