题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,已知点A 的坐标是(4,0),并且0A=OC=4OB,动点P在过A,B,C三点的抛物线上.

(1) 求抛物线的解析式;

(2)过动点P作PE垂直于y轴于点E,交直线AC于点D,过点D作x轴的垂线,垂足为F,连接EF,当线段EF的长度最短时,求出点P的坐标;

(3) 是否存在点P,使得△ACP是以AC为直角边的直角三角形? 若存在,求出所有符合条件的点P的坐标; 若不存在,说明理由

【答案】(1) y=-x2+3x+4;(2)P(,2)或(,2);(3)存在,P的坐标是(2,6)或(-2,-6),理由见解析

【解析】试题分析:

(1)由已知条件易得点ABC三点的坐标,设抛物线的解析式为,将三点坐标代入所设解析式列出方程组,解方程组即可;

(2)如图1,连接OD,易证四边形OFDE是矩形,由此可得EF=OD,所以当OD最短时,EF最短,即当OD⊥AC时,EF最短,结合OA=OC可知此时点D是AC中点,从而可得点D的纵坐标,结合DF∥OC可得点P的纵坐标,代入抛物线解析式即可求得点P的横坐标,从而可得点P的坐标;

(3)如图2,根据题意分别过点A、C作AC的垂线与抛物线相交于点P,再分别过所得点P向y轴作垂线交y轴于一点,结合已知条件即可求出对应的点P的坐标了.

试题解析:

(1)∵点A的坐标为:(4,0),

∴OA=4,

∵OA=OC=4OB,

∴OA=OC=4,OB=1,

∴C(0,4),B(-1,0)

设抛物线的解析式是y=ax2+bx+c,

则,解得:,

∴抛物线的解析式是:y=-x2+3x+4;

(2)如图1,连接OD,由题意可知,四边形OFDE是矩形,

则OD=EF.根据垂线段最短,可得当OD⊥AC时,OD最短,即EF最短.

∵OA=OC,点OD⊥AC,

∴D是AC的中点.

又∵DF∥OC,

∴DF=OC=2,

∴点P的纵坐标是2.则-x2+3x+4=2,解得:x=,

∴当EF最短时,点P的坐标是:(,2)或(,2).

(3)存在,如图2,

第一种情况,当以C为直角顶点时,过点C作CP1⊥AC,交抛物线于点P1.过点P1作y轴的垂线,垂足是M.

∵∠ACP1=90°,

∴∠MCP1+∠ACO=90°.

∵∠ACO+∠OAC=90°,

∴∠MCP1=∠OAC.

∵OA=OC,

∴∠MCP1=∠OAC=45°,

∴∠MCP1=∠MP1C,∴MC=MP1,

设P(m,-m2+3m+4),则m=-m2+3m+4-4,解得:m1=0(舍去),m2=2.

∴-m2+3m+4=6,

即P(2,6);

第二种情况,当点A为直角顶点时,过A作AP2,AC交抛物线于点P2,过点P2作y轴的垂线,垂足是N,AP交y轴于点F.

∴P2N∥x轴,由∠CAO=45°,

∴∠OAP=45°,

∴∠FP2N=45°,AO=OF.

∴P2N=NF,

设P2(n,-n2+3n+4),则n=(-n2+3n+4)+4,解得:n1=-2,n2=4(舍去),

∴-n2+3n+4=-6,则P2的坐标是(-2,-6).

综上所述,P的坐标是(2,6)或(-2,-6);

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