题目内容

【题目】如图1,抛物线C:y=ax2+bx经过点A(﹣4,0)、B(﹣1,3)两点,G是其顶点,将抛物线C绕点O旋转180°,得到新的抛物线C′.

(1)求抛物线C的函数解析式及顶点G的坐标;

(2)如图2,直线l:y=kx经过点A,D是抛物线C上的一点,设D点的横坐标为m(m<﹣2),连接DO并延长,交抛物线C′于点E,交直线l于点M,若DE=2EM,求m的值;

(3)如图3,在(2)的条件下,连接AG、AB,在直线DE下方的抛物线C上是否存在点P,使得∠DEP=∠GAB?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=﹣x2﹣4x,顶点为:G(﹣2,4);(2)-3;(3)存在,点P的横坐标为:或

【解析】

(1)运用待定系数法将A(﹣4,0)、B(﹣1,3)代入y=ax2+bx中,即可求得a和b的值和抛物线C解析式,再利用配方法将抛物线C解析式化为顶点式即可求得顶点G的坐标;

(2)根据抛物线C绕点O旋转180°,可求得新抛物线C′的解析式,再将A(﹣4,0)代入y=kx中,即可求得直线l解析式,根据对称性可得点E坐标,过点D作DF⊥x轴于F,过M作MR⊥x轴于R,由DE=2EM,建立方程求解即可;

(3)连接BG,易证△ABG是Rt△,∠ABG=90°,可得tan∠DEP=tan∠GAB,在x轴下方过点O作OH⊥OE,在OH上截取OHOE,过点E作ET⊥y轴于T,连接EH交抛物线C于点P,点P即为所求的点;通过建立方程组求解即可.

(1)将A(﹣4,0)、B(﹣1,3)代入y=ax2+bx中,得,

解得,

∴抛物线C解析式为:y=﹣x2﹣4x,

配方,得:y=﹣x2﹣4x=﹣(x+2)2+4,

∴顶点为:G(﹣2,4);

(2)∵抛物线C绕点O旋转180°,得到新的抛物线C′.

∴新抛物线C′的顶点为:G′(2,﹣4),二次项系数为:a′=1,

∴新抛物线C′的解析式为:y=(x﹣2)2﹣4=x2﹣4x,

将A(﹣4,0)代入y=kx中,得0=﹣4k,解得k,

∴直线l解析式为yx,

设D(m,﹣m2﹣4m),

∵D、E关于原点O对称,

∴OD=OE,

∵DE=2EM,

∴OM=2OD,

过点D作DF⊥x轴于F,过M作MR⊥x轴于R,

∴∠OFD=∠ORM,

∵∠DOF=∠MOR,

∴△ODF∽△OMR,

∴2,

∴OR=2OF,RM=2DF,

∴M(﹣2m,2m2+8m) ,

将M(﹣2m,2m2+8m)代入直线l解析式yx,

∴2m2+8m(﹣2m),

解得:m1=﹣3,m2,

∵m<﹣2

∴m的值为:﹣3;

(3)由(2)知:m=﹣3,

∴D(﹣3,3),E(3,﹣3),OE=3,

如图3,连接BG,

在△ABG中,

∵AB2=(﹣1+4)2+(3﹣0)2=18,

BG2=(﹣1+2)2+(3﹣4)2=2,

AG2=(﹣4+2)2+(0﹣4)2=20,

∴AB2+BG2=AG2,

∴△ABG是直角三角形,∠ABG=90°,

∴tan∠GAB,

∵∠DEP=∠GAB,

∴tan∠DEP=tan∠GAB,

在x轴下方过点O作OH⊥OE,在OH上截取OHOE,

过点E作ET⊥y轴于T,连接EH交抛物线C于点P,点P即为所求的点;

∵E(span>3,﹣3),

∴∠EOT=45°,

∵∠EOH=90°,

∴∠HOT=45°,

过点H作HN⊥y轴于N,

∵OH,∠HOT=45°,

∴HN=NO=1,

∴H(﹣1,﹣1),设直线EH解析式为y=px+q,

则,解得,

∴直线EH解析式为yx,

解方程组,

得,,

∴点P的横坐标为:或.

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