题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,△ABC的边BC在x轴上,顶点A在y轴的正半轴上,OA=2,OB=1,OC=4.

(1)求过A、B、C三点的抛物线的解析式;

(2)设点M是x轴上的动点,试问:在平面直角坐标系中,是否存在点N,使得以点A,B,M,N为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,说明理由;

(3)若抛物线对称轴交x轴于点P,在平面直角坐标系中,是否存在点Q,使△PAQ是以PA为腰的等腰直角三角形?若存在,写出所有符合条件的点Q的坐标,选择一种情况加以说明;若不存在,说明理由.

【答案】(1)y=﹣x2+x+2(2)(0,﹣2),(,2),(﹣,2),(﹣2.5,2)(3)(, )

【解析】试题分析:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c.将点A、B、C的坐标代入得到关于a、b、c的方程,从而可求得a、b、c的值;

(2)分为AB为菱形的边和AB为菱形的对角共可画出4种不同的图形,然后依据菱形对边平行,对角线互相平分的性质确定出点N的坐标即可;

(3)如图5所示:分别以点A和点P为直角的顶点作出等腰直角△APQ,然后由抛物线的对称轴方程求得点P的坐标,过点Q1作Q1M⊥x轴,垂足为M.

然后证明△AOP≌△PMQ1,由全等三角形的性质可求得Q1M=OP=,PM=OA=2,于是可求得点Q1的坐标.

试题解析:(1)由题意可知;A(0,2)、B(﹣1,0)、C(4,0).

设过A、B、C三点的抛物线的解析式为y=ax2+bx+c.则,解得:

所以抛物线的解析式为y=﹣x2+x+2.

(2)如图1所示:

∵四边形ABNM为菱形,

∴OA=ON.

∴点N的坐标为(0,﹣2).

如图2所示:

由勾股定理可知:AB=.

∵四边形ABMN为菱形,

∴NA∥BM,AN=AB,

∴点N的坐标为(﹣,2).

如图3所示;

∵四边形ABMN为菱形,

∴NA∥BM,AN=AB.

∴点N的坐标为(,2).

如图4所示:

∵四边形ABMN为菱形,

∴NA∥BM,AN=NB.

设点N的坐标为(x,2).由两点间的距离公式可知:(x+1)2+22=x2.

解得:x=﹣2.5.

∴点N的坐标为(﹣2.5,2).

∴点N的坐标为(0,﹣2),(,2),(﹣,2),(﹣2.5,2).

(3)如图5所示:

使△PAQ是以PA为腰的等腰直角三角形的所有符合条件的点Q的坐标为Q1(, ),Q2(﹣,﹣),Q3(2, ),Q4(﹣2, ).

说明Q1:过点Q1作Q1M⊥x轴,垂足为M.

∵x=﹣,

∴P(,0).

∴OP=.

由题意得;∠APQ1=90°,PA=PQ1.

∴∠OPA+∠CPQ1=90°.

∵∠APO+∠OAP=90°,

∴∠OAP=∠MPQ1.

在△AOP和△PMQ1中,

,

∴△AOP≌△PMQ1.

∴Q1M=0P=,PM=OA=2

∴OM=OP+PM=+2=.

∴点Q1的坐标为(, ).

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