题目内容

【题目】综合与探究:

如图,抛物线y=x2﹣x﹣4与x轴交与A,B两点(点B在点A的右侧),与y轴交于点C,连接BC,以BC为一边,点O为对称中心作菱形BDEC,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P作x轴的垂线l交抛物线于点Q.

(1)求点A,B,C的坐标.

(2)当点P在线段OB上运动时,直线l分别交BD,BC于点M,N.试探究m为何值时,四边形CQMD是平行四边形,此时,请判断四边形CQBM的形状,并说明理由.

(3)当点P在线段EB上运动时,是否存在点Q,使△BDQ为直角三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(8,0).点C的坐标为(0,﹣4);

(2)当m=4时,四边形CQMD是平行四边形;

(3)符合题意的点Q的坐标为(﹣2,0)或(6,﹣4).

【解析】试题分析:(1)根据坐标轴上点的特点,可求点A,B,C的坐标.

(2)由菱形的对称性可知,点D的坐标,根据待定系数法可求直线BD的解析式,根据平行四边形的性可得关于m的方程,求得m的值;再根据平行四边形的判定可得四边形CQBM的形状;

(3)分DQ⊥BD,BQ⊥BD两种情况讨论可求点Q的坐标.

试题解析:(1)当y=0时, x2-x-4=0,解得x1=-2,x2=8,

∵点B在点A的右侧,

∴点A的坐标为(-2,0),点B的坐标为(8,0).

当x=0时,y=-4,

∴点C的坐标为(0,-4).

(2)由菱形的对称性可知,点D的坐标为(0,4).

设直线BD的解析式为y=kx+b,则,

解得k=-,b=4.

∴直线BD的解析式为y=-x+4.

∵l⊥x轴,

∴点M的坐标为(m,-m+4),点Q的坐标为(m, m2-m-4).

如图,当MQ=DC时,四边形CQMD是平行四边形,

∴(-m+4)-(m2-m-4)=4-(-4).

化简得:m2-4m=0,

解得m1=0(不合题意舍去),m2=4.

∴当m=4时,四边形CQMD是平行四边形.

此时,四边形CQBM是平行四边形.

∵m=4,

∴点P是OB的中点.

∵l⊥x轴,

∴l∥y轴,

∴△BPM∽△BOD,

∴,

∴BM=DM,

∵四边形CQMD是平行四边形,

∴DM∥CQ,DM=CQ

∴BM∥CQ,BM=CQ,

∴四边形CQBM是平行四边形.

(3)抛物线上存在两个这样的点Q,分别是Q1(-2,0),Q2(6,-4).

若△BDQ为直角三角形,可能有三种情形,如图2所示:

以点Q为直角顶点.

此时以BD为直径作圆,圆与抛物线的交点,即为所求之Q点.

∵P在线段EB上运动,

∴-8≤xQ≤8,而由图形可见,在此范围内,圆与抛物线并无交点,

故此种情形不存在.

以点D为直角顶点.

连接AD,∵OA=2,OD=4,OB=8,AB=10,

由勾股定理得:AD=2,BD=4,

∵AD2+BD2=AB2,

∴△ABD为直角三角形,即点A为所求的点Q.

∴Q1(-2,0);

以点B为直角顶点.

如图,设Q2点坐标为(x,y),过点Q2作Q2K⊥x轴于点K,则Q2K=-y,OK=x,BK=8-x.

易证△Q2KB∽△BOD,

∴,即,整理得:y=2x-16.

∵点Q在抛物线上,

∴y=x2-x-4.

∴x2-x-4=2x-16,解得x=6或x=8,

当x=8时,点Q2与点B重合,故舍去;

当x=6时,y=-4,

∴Q2(6,-4).

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