题目内容
【题目】如图所示,菱形ABCD位于平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c经过菱形的三个顶点A、B、C,已知A(﹣3,0)、B(0,﹣4).
(1)求抛物线解析式;
(2)线段BD上有一动点E,过点E作y轴的平行线,交BC于点F,若S△BOD=4S△EBF,求点E的坐标;
(3)抛物线的对称轴上是否存在点P,使△BPD是以BD为斜边的直角三角形?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,说明理由.
【答案】(1);(2)点E的坐标为(1,﹣2);(3)存在,P的坐标为或.
【解析】
(1)由点A,B的坐标可得出AB的长度,利用菱形的性质结合点B的坐标可得出点C的坐标,再由点A,B,C的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线解析式;
(2)由EF∥OB,AD∥BC可得出∠OBD=∠FEB,∠ODB=∠FBE,进而可得出△BOD∽△EFB,利用相似三角形的性质及S△BOD=4S△EBF,可得出BF=1,由点B,D的坐标,利用待定相似法可求出直线BD的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征可求出点E的坐标;
(3)利用二次函数的性质可得出抛物线的对称轴为直线x=,设点P的坐标为(,m),结合点B,D的坐标可得出BD2,BP2,DP2的值,利用勾股定理可得出关于m的一元二次方程,解之即可得出结论.
解:(1)∵点A的坐标为(﹣3,0),点B的坐标为(0,﹣4),
∴OA=3,OB=4,
∴AB==5.
∵四边形ABCD为菱形,
∴AD∥BC,BC=AB=5,
∴点C的坐标为(5,﹣4).
将A(﹣3,0),B(0,﹣4),C(5,﹣4)代入y=ax2+bx+c,得:
,解得:,
∴抛物线解析式为.
(2)∵EF∥OB,AD∥BC,
∴∠OBD=∠FEB,∠ODB=∠FBE,
∴△BOD∽△EFB,
∴.
∵S△BOD=4S△EBF,
∴OD=2BF.
∵AD=AB=5,OA=3,
∴OD=2,
∴点D的坐标为(2,0),BF=1.
设直线BD的解析式为y=kx+d(k≠0),
将B(0,﹣4),D(2,0)代入y=kx+d,得:
,解得:,
∴直线BD的解析式为y=2x﹣4.
当x=1时,y=2x﹣4=﹣2,
∴点E的坐标为(1,﹣2).
(3)∵抛物线解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线.
设点P的坐标为(,m),
∵点B的坐标为(0,﹣4),点D的坐标为(2,0),
∴BP2=(﹣0)2+[m﹣(﹣4)]2=m2+8m+,
DP2=(﹣2)2+(m﹣0)2=m2+,
BD2=(2﹣0)2+[0﹣(﹣4)]2=20.
∵△BPD是以BD为斜边的直角三角形,
∴BP2+DP2=BD2,即m2+8m++m2+=20,
整理,得:4m2+16m+5=0,
解得:, ,
∴抛物线的对称轴上存在点P,使△BPD是以BD为斜边的直角三角形,点P的坐标为(,)或(,).