题目内容

【题目】如图,抛物线y=ax2﹣2ax+c(a≠0)交x轴于A、B两点,A点坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,4),以OC、OA为边作矩形OADC交抛物线于点G.

(1)求抛物线的解析式;

(2)抛物线的对称轴l在边OA(不包括O、A两点)上平行移动,分别交x轴于点E,交CD于点F,交AC于点M,交抛物线于点P,若点M的横坐标为m,请用含m的代数式表示PM的长;

(3)在(2)的条件下,连结PC,则在CD上方的抛物线部分是否存在这样的点P,使得以P、C、F为顶点的三角形和△AEM相似?若存在,求出此时m的值,并直接判断△PCM的形状;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4;(2)PM=﹣m2+4m(0<m<3);(3)存在这样的点P使△PFC与△AEM相似,此时m的值为或1,△PCM为直角三角形或等腰三角形.

【解析】试题分析:(1)将A(3,0),C(0,4)代入y=ax2-2ax+c,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式;

(2)先根据A、C的坐标,用待定系数法求出直线AC的解析式,进而根据抛物线和直线AC的解析式分别表示出点P、点M的坐标,即可得到PM的长;

(3)由于∠PFC和∠AEM都是直角,F和E对应,则若以P、C、F为顶点的三角形和△AEM相似时,分两种情况进行讨论:①△PFC∽△AEM,②△CFP∽△AEM;可分别用含m的代数式表示出AE、EM、CF、PF的长,根据相似三角形对应边的比相等列出比例式,求出m的值.

试题解析:(1)∵抛物线y=ax2-2ax+c(a≠0)经过点A(3,0),点C(0,4),

∴,

解得.

∴抛物线的解析式为y=-x2+x+4;

(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,

∵A(3,0),点C(0,4),

∴,

解得.

∴直线AC的解析式为y=-x+4.

∵点M的横坐标为m,点M在AC上,

∴M点的坐标为(m,-m+4),

∵点P的横坐标为m,点P在抛物线y=-x2+x+4上,

∴点P的坐标为(m,-m2+m+4),

∴PM=PE-ME=(-m2+m+4)-(-m+4)=-m2+4m,

即PM=-m2+4m(0<m<3);

(3)在(2)的条件下,连结PC,在CD上方的抛物线部分存在这样的点P,使得以P、C、F为顶点的三角形和△AEM相似.理由如下:由题意,可得AE=3-m,EM=-m+4,CF=m,若以P、C、F为顶点的三角形和△AEM相似,情况:

①P点在CD上方,则PF=-m2+m+4-4=-m2+m.

若△PFC∽△AEM,则PF:AE=FC:EM,

即(-m2+m):(3-m)=m:(-m+4),

∵m≠0且m≠3,

∴m=;

②若△CFP∽△AEM,则CF:AE=PF:EM,

即m:(3-m)=(-m2+m):(-m+4),

∵m≠0且m≠3,

∴m=1.

综上所述,存在这样的点P使△PFC与△AEM相似.此时m的值为或1.

练习册系列答案
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【题目】以四边形ABCD的边AB、AD为底边分别作等腰三角形ABF和ADE,连接EB.

(1)当四边形ABCD为正方形时(如图1),以边AB、AD为斜边分别向外侧作等腰直角三角形ABF和ADE,连接EB、FD,线段EB和FD的数量关系是 .

(2)当四边形ABCD为矩形时(如图2),以边AB、AD为斜边分别向内侧作等腰直角三角形ABF和ADE,连接EF、BD,线段EF和BD具有怎样的数量关系?请加以证明;

(3)当四边形ABCD为平行四边形时(如图3),以边AB、AD为斜边分别向平行四边形内测、外侧作等腰直角三角形ABF和ADE,且△EAD与△FBA的顶角都为α,连接EF、BD,交点为G,请用α表示出∠EGD,并说明理由.

图1 图2 图3

【答案】(1)EF=BD;(2)EF=BD;(3)

【解析】分析:(1)正方形的性质、等边三角形的性质和全等三角形的证明方法可证明△AFD≌△ABE,由全等三角形的性质即可得到EB=FD;(2)根据等腰直角三角形的性质可得,再证得∠BAD=∠FAE,即可判定△BAD∽△FAE ,根据相似三角形的性质可得,即可得;(3),先证△BFA∽△DEA,即可得,

再证得,所以△BAD∽△FAE,根据全等三角形的性质即可得,再由∠AHE=∠DHG,即可得.

详解:(1)EF=BD,

理由如下:

四边形ABCD为正方形,

∴AB=AD,

∵以四边形ABCD的边AB、AD为边分别向外侧作等边三角形ABF和ADE,

∴AF=AE,∠FAB=∠EAD=60°,

∵∠FAD=∠BAD+∠FAB=90°+60°=150°,

∠BAE=∠BAD+∠EAD=90°+60°=150°,

∴∠FAD=∠BAE,

在△AFD和△ABE中, ,

∴△AFD≌△ABE,

∴EB=FD;

(2)EF=BD.

证明:∵△AFB为等腰直角三角形

∴,∠FAB=45°

同理: ,∠EAD=45° ∴∠BAD+∠FAD=∠EAD+∠DAF

即∠BAD=∠FAE

∵, ∴

∴△BAD∽△FAE ∴

即:

(3)解:

∵△AFB为等腰直角三角形,∴FB=FA,

同理:ED=EA,∴,

又∵ ,∴△BFA∽△DEA,

∴,

∴,

∴,

∴△BAD∽△FAE,

∴,

又∵∠AHE=∠DHG,

∴.

点睛:本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、等边三角形的性质等腰直角三角形的先证、相似三角形的判定和性质,题目的综合性很强,难度也不小,解题的关键是对特殊几何图形的性质要准确掌握.

【题型】解答题
【结束】
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