题目内容
如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(﹣1,0)和B(5,0)两点,交y轴于点C,点D是线段OB上一动点,连接CD,将线段CD绕点D顺时针旋转90°得到线段DE,过点E作直线l⊥x轴于H,过点C作CF⊥l于F.
(1)求抛物线解析式;
(2)如图2,当点F恰好在抛物线上时,求线段OD的长;
(3)在(2)的条件下:
①连接DF,求tan∠FDE的值;
②试探究在直线l上,是否存在点G,使∠EDG=45°?若存在,请直接写出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
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解:(1)如图1,∵抛物线y=ax2+bx+3交x轴于A(﹣1,0)和B(5,0)两点,
∴
,
解得
.
∴抛物线解析式为y=﹣
x2+
x+3;
(2)如图2,∵点F恰好在抛物线上,C(0,3),
∴F的纵坐标为3,
把y=3代入y=﹣
x2+
x+3得,3=﹣
x2+
x+3;
解得x=0或x=4,
∴F(4,3),
∴OH=4,
∵∠CDE=90°,
∴∠ODC+∠EDH=90°,
∴∠OCD=∠EDH,
在△OCD和△HDE中,
,
∴△OCD≌△HDE(AAS),
∴DH=OC=3,
∴OD=4﹣3=1;
(3)①如图3,连接CE,
∵△OCD≌△HDE,
∴HE=OD=1,
∵BF=OC=3,
∴EF=3﹣1=2,
∵∠CDE=∠CFE=90°,
∴C、D、E、F四点共圆,
∴∠ECF=∠EDF,
在RT△CEF中,∵CF=OH=4,
∴tan∠ECF=
=
=
,
∴tan∠FDE=
;
②如图4,连接CE,
∵CD=DE,∠CDE=90°,
∴∠CED=45°,
过D点作DG1∥CE,交直线l于G1,过D点作DG2⊥CE,交直线l于G2,则∠EDG1=45°,∠EDG2=45°
∵EH=1,OH=4,
∴E(4,1),
∵C(0,3),
∴直线CE的解析式为y=﹣
x+3,
设直线DG1的解析式为y=﹣
x+m,
∵D(1,0),
∴0=﹣
×1+m,解得m=
,
∴直线DG1的解析式为y=﹣
x+
,
当x=4时,y=﹣
+
=﹣
,
∴G1(4,﹣
);
设直线DG2的解析式为y=2x+n,
∵D(1,0),
∴0=2×1+n,解得n=﹣2,
∴直线DG2的解析式为y=2x﹣2,
当x=4时,y=2×4﹣2=6,
∴G2(4,6);
综上,在直线l上,是否存在点G,使∠EDG=45°,点G的坐标为(4,﹣
)或(4,6).
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