题目内容

(2013•潍坊)如图,抛物线y=ax2+bx+c关于直线x=1对称,与坐标轴交与A,B,C三点,且AB=4,点D(2,
32
)在抛物线上,直线l是一次函数y=kx-2(k≠0)的图象,点O是坐标原点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线l平分四边形OBDC的面积,求k的值;
(3)把抛物线向左平移1个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线与直线l交于M,N两点,问在y轴正半轴上是否存在一定点P,使得不论k取何值,直线PM与PN总是关于y轴对称?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
分析:(1)首先求出点A、B的坐标,然后利用交点式、待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)首先求出点C坐标,确定CD∥OB;由题意,直线l平分四边形OBDC的面积,则S梯形OEFC=S梯形FDBE,据此列方程求出k的值;
(3)首先求出平移变换后的抛物线解析式,如答图2所示,然后证明Rt△PMD∽Rt△PNE,由相似三角形比例线段关系得到式①:
-xm
xn
=
t-ym
t-yn
,化简之后变为式②:(t+2)(xm+xn)=2kxmxn;最后利用一元二次方程根与系数的关系求出t的值.
解答:解:(1)因为抛物线关于直线x=1对称,AB=4,所以A(-1,0),B(3,0),
设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x-3),
∵点D(2,
3
2
)在抛物线上,
∴
3
2
=a×3×(-1),解得a=-
1
2
,
∴抛物线解析式为:y=-
1
2
(x+1)(x-3)=-
1
2
x2+x+
3
2
.

(2)抛物线解析式为:y=-
1
2
x2+x+
3
2
,令x=0,得y=
3
2
,∴C(0,
3
2
),
∵D(2,
3
2
),∴CD∥OB,直线CD解析式为y=
3
2
.
直线l解析式为y=kx-2,令y=0,得x=
2
k
;令y=
3
2
,得x=
7
2k
;
如答图1所示,设直线l分别与OB、CD交于点E、F,则E(
2
k
,0),F(
7
2k
,
3
2
),
OE=
2
k
,BE=3-
2
k
,CF=
7
2k
,DF=2-
7
2k
.
∵直线l平分四边形OBDC的面积,
∴S梯形OEFC=S梯形FDBE,
∴
1
2
(OE+CF)•OC=
1
2
(FD+BE)•OC,
∴OE+CF=FD+BE,即:
2
k
+
7
2k
=(3-
2
k
)+(2-
7
2k
),
解方程得:k=
11
5
,经检验k=
11
5
是原方程的解且符合题意,
∴k=
11
5
.

(3)假设存在符合题意的点P,其坐标为(0,t).
抛物线解析式为:y=-
1
2
x2+x+
3
2
=-
1
2
(x-1)2+2,
把抛物线向左平移1个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线解析式为:y=-
1
2
x2.
依题意画出图形,如答图2所示,过点M作MD⊥y轴于点D,NE⊥y轴于点E,
设M(xm,ym),N(xn,yn),则MD=-xm,PD=t-ym;NE=xn,PE=t-yn.
∵直线PM与PN关于y轴对称,∴∠MPD=∠NPE,
又∠MDP=∠NEP=90°,
∴Rt△PMD∽Rt△PNE,
∴
MD
NE
=
PD
PE
,即
-xm
xn
=
t-ym
t-yn
 ①,
∵点M、N在直线y=kx-2上,∴ym=kxm-2,yn=kxn-2,
代入①式化简得:(t+2)(xm+xn)=2kxmxn  ②
把y=kx-2代入y=-
1
2
x2.,整理得:x2+2kx-4=0,
∴xm+xn=-2k,xmxn=-4,代入②式解得:t=2,符合条件.
所以在y轴正半轴上存在一个定点P(0,2),使得不论k取何值,直线PM与PN总是关于y轴对称.
点评:本题是二次函数综合题,考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、抛物线的平移、相似三角形、一元二次方程根与系数关系、图形面积计算等知识点,有一定的难度.第(2)问的解题要点是根据S梯形OEFC=S梯形FDBE(如答图1)列方程求解,第(3)问是存在型问题,综合利用相似三角形的判定与性质、函数图象上点的坐标特征及一元二次方程根与系数关系求解.
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