题目内容
如图,抛物线y=ax2+bx+2交x轴于A(-1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,与过点C且平行于x轴的直线交于另一点D,点P是抛物线上一动点.

(1)求抛物线解析式及点D坐标;
(2)点E在x轴上,若以A,E,D,P为顶点的四边形是平行四边形,求此时点P的坐标;
(3)过点P作直线CD的垂线,垂足为Q,若将△CPQ沿CP翻折,点Q的对应点为Q′.是否存在点P,使Q′恰好落在x轴上?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,说明理由.
(1)求抛物线解析式及点D坐标;
(2)点E在x轴上,若以A,E,D,P为顶点的四边形是平行四边形,求此时点P的坐标;
(3)过点P作直线CD的垂线,垂足为Q,若将△CPQ沿CP翻折,点Q的对应点为Q′.是否存在点P,使Q′恰好落在x轴上?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,说明理由.
(1)∵抛物线y=ax2+bx+2经过A(-1,0),B(4,0)两点,
∴
,
解得:
∴y=-
x2+
x+2;
当y=2时,-
x2+
x+2=2,解得:x1=3,x2=0(舍),
即:点D坐标为(3,2).
(2)A,E两点都在x轴上,AE有两种可能:
①当AE为一边时,AE∥PD,
∴P1(0,2),
②当AE为对角线时,根据平行四边形对顶点到另一条对角线距离相等,
可知P点、D点到直线AE(即x轴)的距离相等,
∴P点的纵坐标为-2,
代入抛物线的解析式:-
x2+
x+2=-2
解得:x1=
,x2=
,
∴P点的坐标为(
,-2),(
,-2)
综上所述:P1(0,2);P2(
,-2);P3(
,-2).
(3)存在满足条件的点P,显然点P在直线CD下方,设直线PQ交x轴于F,点P的坐标为(a,-
a2+
a+2),

①当P点在y轴右侧时(如图1),CQ=a,
PQ=2-(-
a2+
a+2)=
a2-
a,
又∵∠CQ′O+∠FQ′P=90°,∠COQ′=∠Q′FP=90°,
∴∠FQ′P=∠OCQ′,
∴△COQ′∽△Q′FP,
=
,
=
,
∴Q′F=a-3,
∴OQ′=OF-Q′F=a-(a-3)=3,CQ=CQ′=
=
=
,
此时a=
,点P的坐标为(
,
),
②当P点在y轴左侧时(如图2)此时a<0,-
a2+
a+2<0,CQ=-a,
PQ=2-(-
a2+
a+2)=
a2-
a,
又∵∠CQ′O+∠FQ′P=90°,∠CQ′O+∠OCQ′=90°,
∴∠FQ′P=∠OCQ′,∠COQ′=∠Q′FP=90°,
∴△COQ′∽△Q′FP,
=
,
=
,Q′F=3-a,
∴OQ′=3,
CQ=CQ′=
=
=
,
此时a=-
,点P的坐标为(-
,
).
综上所述,满足条件的点P坐标为(
,
),(-
,
).
∴
|
解得:
|
∴y=-
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
当y=2时,-
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
即:点D坐标为(3,2).
(2)A,E两点都在x轴上,AE有两种可能:
①当AE为一边时,AE∥PD,
∴P1(0,2),
②当AE为对角线时,根据平行四边形对顶点到另一条对角线距离相等,
可知P点、D点到直线AE(即x轴)的距离相等,
∴P点的纵坐标为-2,
代入抛物线的解析式:-
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
解得:x1=
3+
| ||
| 2 |
3-
| ||
| 2 |
∴P点的坐标为(
3-
| ||
| 2 |
3+
| ||
| 2 |
综上所述:P1(0,2);P2(
3-
| ||
| 2 |
3+
| ||
| 2 |
(3)存在满足条件的点P,显然点P在直线CD下方,设直线PQ交x轴于F,点P的坐标为(a,-
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
①当P点在y轴右侧时(如图1),CQ=a,
PQ=2-(-
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
又∵∠CQ′O+∠FQ′P=90°,∠COQ′=∠Q′FP=90°,
∴∠FQ′P=∠OCQ′,
∴△COQ′∽△Q′FP,
| Q′C |
| CO |
| Q′P |
| FQ′ |
| a |
| 2 |
| ||||
| Q′F |
∴Q′F=a-3,
∴OQ′=OF-Q′F=a-(a-3)=3,CQ=CQ′=
| CO2+OQ2 |
| 32+22 |
| 13 |
此时a=
| 13 |
| 13 |
-9+3
| ||
| 2 |
②当P点在y轴左侧时(如图2)此时a<0,-
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
PQ=2-(-
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
又∵∠CQ′O+∠FQ′P=90°,∠CQ′O+∠OCQ′=90°,
∴∠FQ′P=∠OCQ′,∠COQ′=∠Q′FP=90°,
∴△COQ′∽△Q′FP,
| Q′C |
| CO |
| Q′P |
| FQ′ |
| -a |
| 2 |
| ||||
| Q′F |
∴OQ′=3,
CQ=CQ′=
| CO2+OQ2 |
| 32+22 |
| 13 |
此时a=-
| 13 |
| 13 |
-9-3
| ||
| 2 |
综上所述,满足条件的点P坐标为(
| 13 |
-9+3
| ||
| 2 |
| 13 |
-9-3
| ||
| 2 |
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