题目内容

3.如图1,已知二次函数y=x2+bx+c的图象与x 轴交于A(-1,0)、B(3,0)两点,与y 轴交于点C,顶点为D,对称轴为直线l.

(1)求该二次函数的表达式;
(2)若点E 是对称轴l 右侧抛物线上一点,且S△ADE=2S△AOC,求点E 的坐标;
(3)如图2,连接DC 并延长交x 轴于点F,设P 为线段BF 上一动点(不与B、F 重合),过点P 作PQ∥BD 交直线BC 于点Q,将直线PQ 绕点P 沿顺时针方向旋转45°后,所得的直线交DF 于点R,连接QR.请直接写出当△PQR 与△PFR 相似时点P 的坐标.

分析 (1)由A、B两点的坐标,利用待定系数法可求得二次函数的表达式;
(2)设E(m,m2-2m-3),过点E作EM∥x轴,交AD于点M,由条件可得△AOC的面积,从而可求得△ADE的面积,利用待定系数法可求得直线AD的解析式,则可用m表示出EM的长,从而可用m表示出△ADE的面积,从而可得到关于m的方程,可求得m的值;
(3)由C、D坐标可求得直线CD的解析式,从而可求得F点坐标,可求得OF=OC,可得∠RFP=∠RPQ=45°,由△PQR 与△PFR 相似得到:△PQR∽△FRP 或△PQR∽△FPR,结合相似三角形的对应边成比例得到点P的坐标.

解答 解:(1)将点A和点B的坐标代入抛物线的解析式得$\left\{\begin{array}{l}1-b+c=0\\ 9+3b+c=0\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}b=-2\\ c=-3\end{array}\right.$,
∴二次函数的表达式为y=x2-2x-3;

(2)设E(m,m2-2m-3),过点E作EM∥x轴,交AD于点M,(如图1)

由y=x2-2x-3=( x-1)2-4得顶点D(1,-4),C(0,-3),
∴${S_{△AOC}}=\frac{1}{2}OA×OC=\frac{1}{2}×1×3=\frac{3}{2}$,
∴S△ADE=2S△AOC=3,
∵A(-1,0)、D(1,-4),
∴直线AD为:y=-2x-2,
∵E(m,m2-2m-3),
∴M($-\frac{1}{2}{m^2}+m+\frac{1}{2}$,m2-2m-3),
∴EM=$m-({-\frac{1}{2}{m^2}+m+\frac{1}{2}})=\frac{1}{2}{m^2}-\frac{1}{2}$,
∴S△ADE$\frac{1}{2}$×4×EM=2EM=m2-1=3,
解得m=±2(其中m=-2舍去),
∴E(2-3);

(3)∵C(0,-3),D(1,-4),

∴直线CD的解析式为:y=-x-3.
当y=0时,x=-3,
故F(0,-3),
∴OF=OC=3,
∴∠OFC=45°,即∠PFR=45°.
∵PQ∥BD,
∴∠FPQ≠90°,
∴∠FPR≠45°,
∴当△PQR 与△PFR 相似时:
△PQR∽△FRP,则
点P的坐标是:P1($\frac{7}{3}$,0)、P2(0,0).

点评 本题考查了二次函数综合题,解题时综合运用了待定系数法求二次函数解析式,二次函数图象上点的坐标特征,三角形面积的求法以及相似三角形的性质,注意分类讨论数学思想的应用,难度较大.

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