题目内容

已知抛物线y=ax2+bx+c经过P(
3
,3),E(
5
3
2
,0)及原点O(0,0).
(1)求抛物线的解析式;
(2)过P点作平行于x轴的直线PC交y轴于C点,在抛物线对称轴右侧且位于直线PC下方的抛物线上,任取一点Q,过点Q作直线QA平行于y轴交x轴于A点,交直线PC于B点,直线QA与直线PC及两坐标轴围成矩形OABC(如图).是否存在点Q,使得△OPC与△PQB相似?若存在,求出Q点的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如果符合(2)中的Q点在x轴的上方,连接OQ,矩形OABC内的四个三角形△OPC,△PQB,△OQ精英家教网P,△OQA之间存在怎样的关系,为什么?
分析:(1)将已知的三点坐标代入抛物线解析式中进行求解即可.
(2)可根据抛物线的解析式设出Q点的坐标,要使△OPC与△PQB相似,可分两种情况:
①△OCP∽△PBQ,此时∠COP=∠BPQ,
CO
BP
=
PC
BQ
,用Q点的坐标表示出BP、BQ的长,根据线段的比例关系式即可求出Q点的坐标.
②△OCP∽△QPB,此时∠CPO=∠BPQ,
CO
BQ
=
CP
BP
,方法同①
(3)根据(2)得出的Q点的坐标进行判断即可,注意运用正方形的性质和一些特殊角.
解答:解:(1)由已知可得:
3a+
3
b=3
75
4
a+
5
3
2
b=0
c=0

解之得,a=-
2
3
,b=
5
3
3
,c=0.
因而得,抛物线的解析式为:y=-
2
3
x2+
5
3
3
x.

(2)存在.
设Q点的坐标为(m,n),则n=-
2
3
m2+
5
3
3
m
,
要使△OCP∽△PBQ,
则有
3-n
3
=
m-
3
3
,即
3+
2
3
m2-
5
3
3
m
3
=
m-
3
3
,
解之得,m1=2
3
,m2=
3
.
当m1=2
3
时,n=2,
所以得Q(2
3
,2)
要使△OCP∽△QPB,则有
3-n
3
=
m-
3
3
,即
3+
2
3
m2-
5
3
3
m
3
=
m-
3
3

解之得,m1=3
3
,m2=
3
,
当m=
3
时,即为P点,
当m1=3
3
时,n=-3,
所以得Q(3
3
,-3).
故存在两个Q点使得△OCP与△PBQ相似.Q点的坐标为(2
3
,2),(3
3
,-3).

(3)在Rt△OCP中,
因为tan∠COP=
CP
OC
=
3
3
.
所以∠COP=30度.
当Q点的坐标为(2
3
,2)时,∠BPQ=∠COP=30度.
所以∠OPQ=∠OCP=∠B=∠QAO=90度.
因此,△OPC,△PQB,△OPQ,△OAQ都是直角三角形.
又在Rt△OAQ中,
因为tan∠QOA=
QA
AO
=
3
3
.
所以∠QOA=30度.
即有∠POQ=∠QOA=∠QPB=∠COP=30度.
所以△OPC∽△PQB∽△OQP∽△OQA,
又因为QP⊥OP,QA⊥OA,∠POQ=∠AOQ=30°,
所以△OQA≌△OQP.
点评:本题是一道涉及函数、相似、三角等知识的综合题,解决第3题的关键在于通过观察得出对结果的合理猜想在进行证明,难度应该不会很大.
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