题目内容
【题目】如图,抛物线y=
x2+bx+c与x轴交于点A和点B,与y轴交于点C,点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,﹣5).有一宽度为1,长度足够长的矩形(阴影部分)沿x轴方向平移,与y轴平行的一组对边交抛物线于点P和点Q,交直线AC于点M和点N,交x轴于点E和点F.
(1)求抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)当点M和N都在线段AC上时,连接MF,如果sin∠AMF=
,求点Q的坐标;
(3)在矩形的平移过程中,是否存在以点P,Q,M,N为顶点的四边形是平行四边形,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
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【答案】(1)y=
x2+
x﹣5,A(﹣5,0);(2)Q坐标(﹣4,﹣
);(3)存在,点M的坐标为(﹣2,﹣3)或(﹣2+
,﹣3﹣
)或(﹣2﹣
,﹣3+
).
【解析】
(1)将点B的坐标、点C的坐标分别代入函数解析式求得b、c的值,结合抛物线解析式求得点A的坐标;
(2)作FG⊥AC于G,设点F坐标(m,0),根据sin∠AMF=
,列出方程即可解决问题.
(3))①当MN是对角线时,设点F(m,0),由QN=PM,列出方程即可解决问题.②当MN为边时,设点Q(m,
m2+
m-5)则点P(m+1,
m2+
m-6),代入抛物线解析式,解方程即可.
(1)∵抛物线上的点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,﹣5)
∴将其代入y═
x2+bx+c,得
,
解得b=
,c=﹣5.
∴抛物线的解析式为y=
x2+
x﹣5.
令y=0可得x=3或-5
∴点A的坐标是(﹣5,0).
(2)作FG⊥AC于G,设点F坐标(m,0),
则AF=m+5,AE=EM=m+6,FG=
(m+5),FM=
,
∵sin∠AMF=
,
∴
,
∴
,
整理得到2m2+19m+44=0,
∴(m+4)(2m+11)=0,
∴m=﹣4或﹣5.5(舍弃),
∴点Q坐标(﹣4,﹣
).
(3)①当MN是对角线时,点M在y轴的右侧,设点F(m,0),
∵直线AC解析式为y=﹣x﹣5,
∴点N(m,﹣m﹣5),点M(m+1,﹣m﹣6),
∵QN=PM,
∴﹣m﹣5﹣(
m2+
m﹣5)=[
(m+1)2+
(m+1)﹣5]﹣(﹣m﹣6),
解得m=﹣3+
或﹣3﹣
(舍弃),
此时M(﹣2+
,﹣3﹣
),
当MN是对角线时,点N在点A的左侧时,设点F(m,0).
∴(
m2+
m﹣5)﹣(﹣m﹣5)=(﹣m﹣6)﹣[
(m+1)2+
(m+1)﹣5],
解得m=﹣3﹣
或﹣3+
(舍弃),
此时M(﹣2﹣
,﹣3+
);
②当MN为边时,设点Q(m,
m2+
m﹣5)则点P(m+1,
m2+
m﹣6),
∵NQ=PM,
∴
m2+
m﹣6=
(m+1)2+
(m+1)﹣5
解得m=﹣3.
∴点M坐标(﹣2,﹣3),
综上所述,以点P,Q,M,N为顶点的四边形是平行四边形时,点M的坐标为(﹣2,﹣3)或(﹣2+
,﹣3﹣
)或(﹣2﹣
,﹣3+
).