题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2-
x+c交x轴于点A和点B(点A在原点的左侧,点B在原点的右侧),点A的坐标为(-3,0),点B的坐标为(1,0),交y轴于点C.
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(1)求该抛物线的解析式;
(2)已知点P为抛物线上一点,直线PC与x轴交于点Q,使得PQ=
CQ,求P点坐标;
(3)若点M是抛物线对称轴上一点,点N是平面内一点,是否存在以A,C,M,N为顶点的矩形?若存在,请直接写出N点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=-
x2-
x+4;(2)P点坐标(-
,5)或(-
,5)或(
,-5)或(
,-5);
(3)存在以A、C、M、N为顶点的矩形,点N的坐标为:(2,
)或(-4,
)或(-2,2-
)或(-2,2+
).
【解析】
(1)把点A的坐标为(-3,0),点B的坐标为(1,0)代入y=ax2-
x+c求解即可;
(2)设P(m,-
m2-
m+4),作PH⊥x轴于H,由平行可得△QCO∽△QPH,由相似三角形对应线段成比例可得m值,代入求点P坐标即可;
(3)设点M的坐标为(-1,m),可求得AM、AC、CM长,分AC为边或AC为对角线两种情况由勾股定理可得m值,易知点M坐标,由全等三角形的性质确定N点坐标即可.
解:(1)把点A的坐标为(-3,0),点B的坐标为(1,0)代入y=ax2-
x+c得
,
解得:
,
∴该抛物线的解析式为y=-
x2-
x+4;
(2)∵点P为抛物线上一点,
∴设P(m,-
m2-
m+4),作PH⊥x轴于H,
∴PH∥OC,
∴△QCO∽△QPH,
∴
=
=
,
∴
=±
,
解得:m1=-
,m2=-
,m3=
,m4=
,
∴P点坐标(-
,5)或(-
,5)或(
,-5)或(
,-5);
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(3)∵抛物线y=-
x2-
x+4的对称轴为x=-1,
设点M的坐标为(-1,m),
∵点A的坐标为(-3,0),点C的坐标为(0,4),
∴AM=
=
,AC=
=5,CM=
=
,
分AC为边或AC为对角线两种情况考虑:
①当AC为边时,有AC2+AM2=CM2或AC2+CM2=AM2,即25+m2+4=m2-8m+17或25+m2-8m+17=m2+4,
解得:m1=-
或m2=
,
∴点M的坐标为(-1,-
)或(-1,
);
如图2,分别过M或N作y轴或x轴的垂线,
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由全等三角形的性质得,N点的坐标为:(2,
)或(-4,
);
②当AC为对角线时,有AM2+CM2=AC2,即m2+4+m2-8m+17=25,
解得:m3=2+
,m4=2-
,
∴点M的坐标为(-1,2+
)或(-1,2-
).
如图3,分别过M或N作y轴或x轴的垂线,
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由全等三角形的性质得,N点的坐标为(-2,2-
)或(-2,2+
)
综上所述:存在以A、C、M、N为顶点的矩形,点N的坐标为:(2,
)或(-4,
)或(-2,2-
)或(-2,2+
).