题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2+bx-3过A(-1,0)、B(3,0),直线AD交抛物线于点D,点D的横坐标为2,点P(m,n)是线段AD上的动点.
(1)求直线AD及抛物线的解析式.
(2)过点P的直线垂直于x轴,交抛物线于点H,求线段PH的长度l与m的关系式,m为何值时,PH最长?
(3)在平面内是否存在整点(横、纵坐标都为整数)E,使得P、H、D、E为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出点E的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)y=﹣x﹣1;y=x2﹣2x﹣3;(2)l=-(m-)2+
;
;(3)存在;(2,﹣2)或(2,﹣4)或(2,﹣1)或(2,﹣5)或(0,﹣3)或(﹣2,﹣1)
【解析】
(1)将点A、B的坐标代入抛物线的解析式,建立关于a、b的方程组,解方程组求出a、b的值,就可得出抛物线的解析式;再将x=2代入抛物线求出对应的函数值,得出点D的坐标,利用待定系数法求出直线AD的函数解析式;
(2)利用两函数解析式,设P点坐标为(m,﹣m﹣1),H(m,m2﹣2m﹣3),再列出l与m的函数解析式,将其函数解析式转化为顶点式,利用二次函数的性质,可求得结果;
(3)利用二次函数的对称性,可得出点E与点C重合,即可得出点E的坐标,再根据(2)可知PH的长是正整数,DE平行且等于PH,点D的横坐标为2,可知PH=1或2,再分情况讨论分别求出点E的坐标.
(1)把A(-1,0)、B(3,0)代入函数解析式,可求得抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;
当x=2时,y=22﹣2×2﹣3,解得:y=﹣3,即D(2,﹣3).
设AD的解析式为y=kx+b,将A(-1,0),D(2,﹣3)代入,可得直线AD的解析式为y=﹣x﹣1;
(2)设P点坐标为(m,﹣m﹣1),H(m,m2﹣2m﹣3),l=(﹣m﹣1)﹣(m2﹣2m﹣3),化简,得:l=﹣m2+m+2,配方,得:l=-(m-)2+
,∴当m=
时,l=
,所以m为
时,PH最长为
.
(3)当点P运动到对称轴上时,则点E与点C重合,点C在抛物线y=x2﹣2x﹣3上,∴当x=0时,y=-3,∴点E的坐标为(0,-3).
∵PH的长是正整数及由(2)可知,DE∥PH,点D的横坐标为2,PH=1或2.
当PH=1时,则DE=1,∴-3+1=-2;-3-1=-4,∴点E(2,-2)或(2,-4);
当PH=2时,则DE=2,∴-3+2=-1;-3-2=-5,∴点E(2,-1)(2,-5).
同理可得点E(-2,-1).
综上所述:存在满足E的点,它的坐标为(2,﹣2)或(2,﹣4)或(2,﹣1)或(2,﹣5)或(0,﹣3)或(﹣2,﹣1).
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