题目内容

2.如图,已知二次函数y=m2x2-2mx-3(m是常数,m>0)的图象与x轴分别相交于点A、B(点A位于点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴为直线l.点C关于l的对称点为D,连接AD.点E为该函数图象上一点,AB平分∠DAE.
(1)①线段AB的长为$\frac{4}{m}$.
②求点E的坐标;(①、②中的结论均用含m的代数式表示)
(2)设M是该函数图象上一点,点N在l上.探索:是否存在点M.使得以A、E、M、N为顶点的四边形是矩形?如果存在,求出点M坐标;如果不存在,说明理由.

分析 (1)①令y=0,求出抛物线与x轴的交点坐标;
②根据抛物线解析式确定出对称轴,和y轴交点坐标;
(2)先设出M点的坐标,分两种情况计算,利用矩形的对角线互相平分来确定出点M的坐标,再用勾股定理计算即可.

解答 解:(1)①令y=0,则(mx-3)(mx+1)=0,
∴x=-$\frac{1}{m}$或x=$\frac{3}{m}$,
∴A(-$\frac{1}{m}$,0),B($\frac{3}{m}$,0),
∴AB=$\frac{4}{m}$,
故答案为$\frac{4}{m}$;
②∵二次函数y=m2x2-2mx-3,
∴C(0,-3),对称轴l:x=$\frac{1}{m}$,
∴D($\frac{2}{m}$,-3)
∵AB平分∠DAE,
∴点D关于x轴的对称点Q($\frac{2}{m}$,3)在直线AE上,
∴直线AE的解析式为y=mx+1,
∵点E是抛物线和直线AE的交点,
∴E($\frac{4}{m}$,5).
(2)设M(x,m2x2-2mx-3),N($\frac{1}{m}$,a)
∵A(-$\frac{1}{m}$,0),E($\frac{4}{m}$,5).
以A、E、M、N为顶点的四边形是矩形,
①以AE,MN为对角线时,
AE,MN的中点重合,
∴-$\frac{1}{m}$+$\frac{4}{m}$=x+$\frac{1}{m}$,
∴x=$\frac{2}{m}$,
∴M($\frac{2}{m}$,-3),
∵MA2+ME2=AE2,
∴$\frac{9}{{m}^{2}}$+9+$\frac{4}{{m}^{2}}$+64=$\frac{25}{{m}^{2}}$+25,
∴m=-$\frac{1}{2}$(舍),或m=$\frac{1}{2}$,
∴M(4,-3),
②以AN,ME为对角线时,
AN,ME的中点重合,
∴-$\frac{1}{m}$+$\frac{1}{m}$=x+$\frac{4}{m}$,
∴x=-$\frac{4}{m}$,
∴M(-$\frac{4}{m}$,21),
∵AE2+AM2=ME2,
∴$\frac{25}{{m}^{2}}$+25+$\frac{9}{{m}^{2}}$+441=$\frac{64}{{m}^{2}}$+256,
∴m=-$\frac{1}{\sqrt{7}}$(舍)或m=$\frac{1}{\sqrt{7}}$
∴$M(-4\sqrt{7},21)$,
③以AM,NE为对角线时,
∴AM,NE的中点重合,
∴x+(-$\frac{1}{m}$)=$\frac{1}{m}$+$\frac{4}{m}$,
∴x=$\frac{6}{m}$,
∴M($\frac{6}{m}$,21),
∵AE2+EM2=AM2,
∴$\frac{25}{{m}^{2}}$+25+$\frac{4}{{m}^{2}}$+256=$\frac{49}{{m}^{2}}$+441,此方程无解,
即:存在,M(4,-3)或$M(-4\sqrt{7},21)$.

点评 此题是二次函数综合题,主要考查了抛物线与坐标轴的交点坐标,对称轴,勾股定理,矩形的性质,解本题的关键是用角平分线得到直线AB解析式.

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