题目内容

【题目】如图,抛物线y=﹣x2+bx+c经过原点和点A(6,0),与其对称轴交于点B,P是抛物线y=﹣x2+bx+c上一动点,且在x轴上方.过点P作x轴的垂线交动抛物线y=﹣(x﹣h)2(h为常数)于点Q,过点Q作PQ的垂线交动抛物线y=﹣(x﹣h)2于点Q′(不与点Q重合),连结PQ′,设点P的横坐标为m.

(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的函数关系式及点B的坐标;

(2)当h=0时.

①求证: ;

②设△PQQ′与△OAB重叠部分图形的周长为l,求l与m之间的函数关系式;

(3)当h≠0时,是否存在点P,使四边形OAQQ′为菱形?若存在,请直接写出h的值;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=﹣(x﹣3)2+4,点B的坐标为(3,4);(2)①证明见解析②l=(3)存在,h=3﹣2或3+2时,四边形OAQQ′为菱形

【解析】试题分析:(1)用待定系数法求得函数解析式,把解析式化为顶点式,直接写出点B的坐标即可;(2)①当h=0时,求得抛物线的解析式,用m表示出点P、Q的坐标,再用m表示出PQ、QQ′的长,计算即可得结论;②分当0<m≤3时和当3<m<6时两种情况求l与m之间的函数关系式;(3)存在,当四边形OQ′1Q1A是菱形时,OQ′1=OA=Q1Q′1=6,

当抛物线的顶点是原点时,可求得Q1点横坐标为3,将x=3代入y=﹣x2,得 y=-4,由于是平移,可知Q点纵坐标不变,在RT△OHQ′1,中,OH=4,OQ′1=6,根据勾股定理求得HQ′1=2,即可得h的值(根据函数的对称性).

试题解析:

(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c过(0,0)和点A(6,0)

∴,

解得,

∴抛物线y=﹣x2+bx+c的函数关系式为:y=﹣x2+8x,

∴y=﹣(x﹣3)2+4,

∴点B的坐标为(3,4);

(2)①证明:∵h=0时,抛物线为y=﹣x2,

设P(m,﹣m2+m),Q(m,﹣m2),

∴PQ=m,QQ′=2m,

∴==;

②如图1中,当0<m≤3时,设PQ与OB交于点E,与OA交于点F,

∵=,∠PQQ′=∠BMO=90°,

∴△PQQ′∽△BMO,

∴∠QPQ′=∠OBM,

∵EF∥BM,

∴∠OEF=∠OBM,

∴∠OEF=∠QPQ′,

∴OE∥PQ′,

∵=,

∴EF=,OE=,

∴l=OF+EF+OE=m++m=4m,

当3<m<6时,如图2中,设PQ′与AB交于点H,与x轴交于点G,PQ交AB于E,交OA于F,作HM⊥OA于M.

∵AF=6﹣m,tan∠EAF==,

∴EF=(6﹣m),AE=,

∵tan∠PGF==,PF=﹣x2+x,

∴GF=﹣m2+2m,

∴AG=﹣m2+m+6,

∴GM=AM=﹣m2+m+3,

∵HG=HA==﹣m2+m+5,

∴l=GH+EH+EF+FG=﹣m2+4m+8.

综上所述l=,

(3)如图3中,存在,

当四边形OQ′1Q1A是菱形时,OQ′1=OA=Q1Q′1=6,

当顶点在原点时,Q1点横坐标为3,将x=3代入

y=﹣x2,得 y=-4,由于是平移,Q点纵坐标不变,

∴点Q1的纵坐标为-4,

在RT△OHQ′1,中,OH=4,OQ′1=6,

∴HQ′1=2,

∴h=3﹣2或3+2,

综上所述h=3﹣2或3+2时,四边形OAQQ′为菱形.

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