题目内容

6.已知开口向上的抛物线y=ax2+bx+c与x轴的一个交点是A(4,0),另一个交点是B,与y轴交于C,且该抛物线顶点的横坐标为1,△AOC的面积为6.
(1)求点B、C的坐标;
(2)求此抛物线的解析式;
(3)在以A、B、C三点为顶点的△ABC中,设点M是AC边上的一个动点,过点M在MN∥AB,交BC于点N,试问:在x轴上是否存在点P,使得△PMN为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;不存在,请说明理由.

分析 (1)根据抛物线顶点的横坐标为1可得出抛物线的对称轴为x=1,结合一个交点的坐标为(4,0),即可得出另一交点B的坐标,再根据三角形的面积公式即可求出OC的长度,结合抛物线开口向上,即可得出点C的坐标;
(2)由点A、B、C三点的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(3)先利用待定系数法求出直线AC、BC的解析式,假设成立,设出点M的坐标,由此即可得出点N的坐标,再分∠OMN=90°、∠PNM=90°以及∠MPN=90°三种情况考虑,每种情况下根据等腰直角三角形的性质找出关于m的一元一次方程,解方程即可得出点P的坐标.

解答 解:(1)依照题意画出图形,如图1所示.
∵该抛物线顶点的横坐标为1,
∴抛物线的对称轴为x=1,
∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴的一个交点是A(4,0),
∴另一交点B(-2,0).
∵S△AOC=$\frac{1}{2}$OA•OC=$\frac{1}{2}$×4×OC=6,
∴OC=3,
∴点C的坐标为(0,-3).
(2)将点A(4,0)、B(-2,0)、C(0,-3)代入y=ax2+bx+c中,
得:$\left\{\begin{array}{l}{16a+4b+c=0}\\{4a-2b+c=0}\\{c=-3}\end{array}\right.$,解得:$\left\{\begin{array}{l}{a=\frac{3}{8}}\\{b=-\frac{3}{4}}\\{c=-3}\end{array}\right.$,
∴抛物线的解析式为y=$\frac{3}{8}{x}^{2}$-$\frac{3}{4}$x-3.
(3)∵A(4,0),B(-2,0),C(0,-3),
设直线AC的解析式为y=k1x-3,直线BC的解析式为y=k2x-3,
∴0=4k1-3,-2k2-3=0,
解得:k1=$\frac{3}{4}$,k2=-$\frac{3}{2}$,
∴直线AC的解析式为y=$\frac{3}{4}$x-3,直线BC的解析式为y=-$\frac{3}{2}$x-3.
假设存在,设M(m,$\frac{3}{4}$m-3)(0<m<4),则N(-$\frac{1}{2}$m,$\frac{3}{4}$m-3).
△PMN为等腰直角三角形分三种情况(如图2所示):
①当∠OMN=90°时,P(m,0),
∵△PMN为等腰直角三角形,
∴$\frac{3}{4}$m-3=-$\frac{1}{2}$m-m,解得:m=$\frac{4}{3}$,
此时点P的坐标为($\frac{4}{3}$,0);
②当∠PNM=90°时,P(-$\frac{1}{2}$,0),
∵△PMN为等腰直角三角形,
∴$\frac{3}{4}$m-3=-$\frac{1}{2}$m-m,解得:m=$\frac{4}{3}$,
此时点P的坐标为(-$\frac{2}{3}$,0);
③当∠MPN=90°时,P($\frac{1}{4}$m,0),
∵△PMN为等腰直角三角形,
∴2×($\frac{3}{4}$m-3)=-$\frac{1}{2}$m-m,解得:m=2,
此时点P的坐标为($\frac{1}{2}$,0).
综上可知:在x轴上存在点P,使得△PMN为等腰直角三角形,点P的坐标为($\frac{4}{3}$,0)、(-$\frac{2}{3}$,0)或($\frac{1}{2}$,0).

点评 本题考查了待定系数法求函数解析式、三角形的面积公式以及等腰直角三角形的性质,解题的关键是:(1)利用二次函数的性质找出点B的坐标以及利用三角形的面积公式求出OC;(2)利用待定系数法求出函数解析式;(3)分三种情况考虑,根据等腰直角三角形的性质找出关于m的一元一次方程.本题属于中档题,难度不大,解决该题型题目时,根据等腰直角三角形的性质找出关于M的横坐标的方程是关键.

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