题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2+bx﹣2的对称轴是直线x=1,与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(﹣2,0),点P为抛物线上的一个动点,过点P作PD⊥x轴于点D,交直线BC于点E.
(1)求抛物线解析式;
(2)若点P在第一象限内,当OD=4PE时,求四边形POBE的面积;
(3)在(2)的条件下,若点M为直线BC上一点,点N为平面直角坐标系内一点,是否存在这样的点M和点N,使得以点B,D,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,请说明理由.
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【答案】(1) 抛物线解析式为y=
x2﹣
x﹣2;(2)
;(3) 当N(
,﹣
)或(4.6,
)或(5﹣
,﹣
)或(5+
,
),以点B,D,M,N为顶点的四边形是菱形.
【解析】试题分析:(1)由抛物线
的对称轴是直线x=1,A(﹣2,0)在抛物线上,于是列方程即可得到结论;
(2)根据函数解析式得到B(4,0),C(0,﹣2),求得BC的解析式,设D(m,0),得到E(m,
),P(m,
),根据已知条件列方程得到m=5,m=0(舍去),求得D,P,E的坐标,根据三角形的面积公式即可得到结论;
(3)设M(n,
),①以BD为对角线,根据菱形的性质得到MN垂直平分BD,求得n的值,于是得到N的坐标;②以BD为边,根据菱形的性质得到MN∥BD,MN=BD=MD=1,过M作MH⊥x轴于H,根据勾股定理列方程即可得到结论.
试题解析:(1)∵抛物线
的对称轴是直线x=1,A(﹣2,0)在抛物线上,
∴
,解得:
,
∴抛物线解析式为
;
(2)令
=0,解得:x1=﹣2,x2=4,当x=0时,y=﹣2,
∴B(4,0),C(0,﹣2),设BC的解析式为y=kx+b,则:
,解得:
,
∴
,
设D(m,0),∵DP∥y轴,
∴E(m,
),P(m,
),
∵OD=4PE,
∴m=4(
﹣
)
∴m=5,m=0(舍去),
∴D(5,0),P(5,
),E(5,
),
∴四边形POBE的面积=S△OPD﹣S△EBD=
×5×
﹣
×1×
=
;
(3)存在,设M(n,
),
①以BD为对角线,如图1,
∵四边形BNDM是菱形,
∴MN垂直平分BD,
∴n=4+
=
,
∴M(
,
),
∵M,N关于x轴对称,
∴N(
,﹣
);
②以BD为边,如图2,
∵四边形BNDM是菱形,
∴MN∥BD,MN=BD=MD=1,
过M作MH⊥x轴于H,
∴MH2+DH2=DM2,即
,
∴n1=4(不合题意),n2=5.6,
∴N(4.6,
),同理
,
∴n1=
(不合题意,舍去),n2=
,
∴N(
,
);
③以BD为边,如图3,过M作MH⊥x轴于H,
∴MH2+BH2=BM2,即
,
∴n1=
,n2=
(不合题意,舍去),
∴N(
,
).
综上所述,当N(
,﹣
)或(4.6,
)或(
,
)或(
,
),以点B,D,M,N为顶点的四边形是菱形.
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