题目内容

如图,已知二次函数图象的顶点坐标为C(1,1),直线y=kx+m的图象与该二次函数的图象交于A、B两点,其中A点坐标为(
5
2
,
13
4
),B点在y轴上,直线与x轴的交点为F,P为线段AB上的一个动点(点P与A、B不重合),过P作x轴的垂线与这个二次函数的图象交于E点.
(1)求k,m的值及这个二次函数的解析式;
(2)设线段PE的长为h,点P的横坐标为x,求h与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)D为直线AB与这个二次函数图象对称轴的交点,在线段AB上是否存在点P,使得以点P、E、D为顶点的精英家教网三角形与△BOF相似?若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
分析:(1)已知顶点C(1,1),设抛物线顶点式y=a(x-1)2+1,将A(
5
2
,
13
4
)
代入可求抛物线解析式,从而可得B点坐标,已知A,B两点坐标,直线y=kx+m的图象经过A、B两点,代入可求k,m的值;
(2)点P在直线y=
1
2
x+2故P(x,
1
2
x+2),点E在抛物线y=x2-2x+2上,故E(x,x2-2x+2),∴h=PE=h=
1
2
x+2-(x-1)2-1.又P为线段AB上的一个动点(点P与A、B不重合),∴0<x<
5
2
;
(3)在P点运动过程中,∠DPE只可能是锐角或钝角,故直角顶点只有两种对应关系,即O对D,O对E,分两种情况,写成相似比,即△PDE∽△BOF,△PED∽△BOF,分别求解.
解答:解:(1)设抛物线解析式为y=a(x-1)2+1
∵A(
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2
,
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4
)
在抛物线上精英家教网
∴
13
4
=a(
5
2
-1)2+1
∴a=1
∴二次函数解析式为y=(x-1)2+1(或y=x2-2x+2)
令x=0得:y=2
即B(0,2)在y=kx+m上
∴m=2
把(
5
2
,
13
4
)
代入y=kx+2,
得k=
1
2
;

(2)h=
1
2
x+2-(x-1)2-1
=-x2+
5
2
x(0<x<
5
2
);

(3)假设存在点P,①当∠PED=∠BOF=90°时,由题意可得△PED∽△BOF
则
-x2+
5
2
x
2
=
x-1
4

∴x=
2±
6
2
,
∵0<x<
5
2
,
∴x=
2-
6
2
(舍去)
而x=
2+
6
2
<
5
2

∴存在点P,其坐标为(
2+
6
2
,
10+
6
4
)

②当∠PDE=∠BOF=90°时,
过点E作EK垂直于抛物线的对称轴,垂足为K.
由题意可得:△PDE∽△EKD,△PDE∽△BOF
∴△EKD∽△BOF
则
5
2
-(x2-2x+2)
4
=
x-1
2

∴x=±
10
2
.
∵0<x<
5
2
,x=-
10
2
舍去
而x=
10
2
<
5
2
,
∴存在点P,其坐标为(
10
2
,
8+
10
4
)

综上所述存在点P满足条件,其坐标为
(
2+
6
2
,
10+
6
4
)
,(
10
2
,
8+
10
4
)
.
点评:本题考查了一次函数、二次函数解析式的求法,用坐标表示线段的长,及相似条件的探求,具有较强的综合性.
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