题目内容

如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,OC=4,AO=2OC,且精英家教网抛物线对称轴为直线x=-3.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)己知矩形DEFG的一条边DE在线段AB上,顶点F、G分别在AC、BC上,设OD=m,矩形DEFG的面积为S,当矩形DEFG的面积S取最大值时,连接DF并延长至点M,使FM=
25
DF
,求出此时点M的坐标;
(3)若点Q是抛物线上一点,且横坐标为-4,点P是y轴上一点,是否存在这样的点P,使得△BPQ是直角三角形?如果存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
分析:(1)求出点C的坐标,则得出c=4.根据抛物线的性质求出点A,B的坐标.然后把已知坐标代入解析式求出函数表达式.
(2)证明△CFH∽△CAO,△CHG∽△COB利用线段比求出FH,FG.然后设直线BC的解析为y=kx+b1,求出解析式后可求出点G的坐标为(m,-2m+4),然后可求出S的函数解析式.做MN1⊥x轴于M1,证明△MM1D∽△FED,利用线段比有关线段的值最后求出点M的坐标.
(3)依题意求出点Q的坐标,设P点坐标为(0,n).在△BPQ中,分三种情况讨论点P的坐标.
解答:精英家教网解:(1)∵OC=4,
∴点C的坐标为(0,4).
∴c=4,则抛物线解析式为y=ax2+bx+4.
∵AO=2OC,则AO=8,
∴点A的坐标为(-8,0).
又∵抛物线对称轴为直线x=-3,
∴点B的坐标为(2,O).
∴
0=64a-8b+4
0=4a+2b+4
,
解得
a=-
1
4
b=-
3
2
.
∴该抛物线的函数表达式为y=-
1
4
x2-
3
2
x+4
.(3分)

(2)∵矩形DEFG中FG∥ED,设FG与y轴交于点H,
∴△CFH∽△CAO,△CHG∽△COB.
∴
FH
AO
=
CH
CO
=
HG
OB
,即
FH
8
=
m
2
.
∴FH=4m,故FG=5m.
设直线BC的解析式为:y=kx+b1,则
4=b1
0=3k+b1
,
解得
k=-2
b1=4
.
∴直线BC的解析式为y=-2x+4,则点G的坐标为(m,-2m+4)
∴S=FG×GD=5m(-2m+4)=-10(m-1)2+10(5分)
∵0≤m≤2,
∴当m=1时,S最大.此时OD=1,OE=4,∴DE=5.
过M作MM1⊥x轴于M1,则△MM1D∽△FED,
∴
MM1
FE
=
MD
DF
=
DM1
DE

∵FM=
2
5
DF
,
∴
MD
DF
=
7
5
.则
MM1
2
=
DM1
5
=
7
5
.
∴MM1=
14
5
,DM1=7,则OM1=6.
∴此时点M的坐标为(-6,
14
5
)
.(7分)

(3)存在.理由如下:
∵点Q在抛物线上,且横坐标为-4,
∴yQ=6,
∴点Q坐标为(-4,6),
设P的坐标为(0,n),在△BPQ中,
若∠BQP为直角,则PQ2+BQ2=BP2,
∴42+(n-6)2+62+(2+4)2=22+n2,
解得n=10,
此时点P的坐标为(0,10).(8分)
若∠QBP为直角,则PQ2=BQ2+BP2,
∴42+(6-n)2=62+(2+4)2+22+n2,
解得n=-2,
此时点P的坐标为(0,-2).(9分)
若∠QPB为直角,则BQ2=BP2+PQ2,
∴62+(2+4)2=42+(n-6)2+22+n2,
解得n1=3+
17
,n2=3-
17

此时点P的坐标为(0,3+
17
)
或(0,3-
17
)
.(11分)
综上所述,存在这样的点P,使得以△BPQ是直角三角形,所求的点P的坐标为:
(O,10)或(0,-2)或(0,3+
17
)
或(0,3-
17
)
.
点评:本题考查的是二次函数的综合运用.利用待定系数法以及结合二次函数图象求解,难度较大.
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