题目内容
如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象的顶点C的坐标为(0,-2),交x轴于A、B两点,其中A(-1,0),直线l:x=m(m>1)与x轴交于D.
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(1)求二次函数的解析式和B的坐标;
(2)在直线l上找点P(P在第一象限),使得以P、D、B为顶点的三角形与以B、C、O为顶点的三角形相似,求点P的坐标(用含m的代数式表示);
(3)在(2)成立的条件下,在抛物线上是否存在第一象限内的点Q,使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形?如果存在,请求出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
(1)y=2x2-2.(1,0);(2)(m,
),(m,2m-2).(3)不存在满足条件的点Q.
【解析】
试题分析:(1)由于抛物线的顶点C的坐标为(0,-2),所以抛物线的对称轴为y轴,且与y轴交点的纵坐标为-2,即b=0,c=-2,再将A(-1,0)代入y=ax2+bx+c,求出a的值,由此确定该抛物线的解析式,然后令y=0,解一元二次方程求出x的值即可得到点B的坐标;
(2)设P点坐标为(m,n).由于∠PDB=∠BOC=90°,则D与O对应,所以当以P、D、B为顶点的三角形与以B、C、O为顶点的三角形相似时,分两种情况讨论:①△OCB∽△DBP;②△OCB∽△DPB.根据相似三角形对应边成比例,得出n与m的关系式,进而可得到点P的坐标;
(3)假设在抛物线上存在第一象限内的点Q(x,2x2-2),使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形.过点Q作QE⊥l于点E.利用AAS易证△DBP≌△EPQ,得出BD=PE,DP=EQ.再分两种情况讨论:①P(m,
);②P(m,2(m-1)).都根据BD=PE,DP=EQ列出方程组,求出x与m的值,再结合条件x>0且m>1即可判断不存在第一象限内的点Q,使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形.
试题解析:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为C(0,-2),
∴b=0,c=-2;
∵y=ax2+bx+c过点A(-1,0),
∴0=a+0-2,a=2,
∴抛物线的解析式为y=2x2-2.
当y=0时,2x2-2=0,
解得x=±1,
∴点B的坐标为(1,0);
(2)设P(m,n).
∵∠PDB=∠BOC=90°,
∴当以P、D、B为顶点的三角形与以B、C、O为顶点的三角形相似时,分两种情况:
①若△OCB∽△DBP,则
,
即
,
解得n=
.
由对称性可知,在x轴上方和下方均有一点满足条件,
∴此时点P坐标为(m,
)或(m,
)(舍);
②若△OCB∽△DPB,则
,
即![]()
解得n=2m-2.
由对称性可知,在x轴上方和下方均有一点满足条件,
∴此时点P坐标为(m,2m-2)或(m,2-2m),
∵P在第一象限,m>1,
∴(m,2m-2)或(m,2-2m)舍
综上所述,满足条件的点P的坐标为:(m,
),(m,2m-2).
(3)假设在抛物线上存在第一象限内的点Q(x,2x2-2),使△BPQ是以P为直角顶点的等腰直角三角形.如图,过点Q作QE⊥l于点E.
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∵∠DBP+∠BPD=90°,∠QPE+∠BPD=90°,
∴∠DBP=∠QPE.
在△DBP与△EPQ中,
,
∴△DBP≌△EPQ,
∴BD=PE,DP=EQ.
分两种情况:
①当P(m,
)时,
∵B(1,0),D(m,0),E(m,2x2-2),
∴
,
解得
,
(均不合题意舍去);
②当P(m,2(m-1))时,
∵B(1,0),D(m,0),E(m,2x2-2),
∴
,
解得
,
(均不合题意舍去);
综上所述,不存在满足条件的点Q.
考点:二次函数综合题.