题目内容

【题目】已知抛物线y=a(x﹣m)2+n与y轴交于点A,它的顶点为点B,点A、B关于原点O的对称点分别为C、D.若A、B、C、D中任何三点都不在一直线上,则称四边形ABCD为抛物线的伴随四边形,直线AB为抛物线的伴随直线.

(1)如图1,求抛物线y=(x﹣2)2+1的伴随直线的解析式.

(2)如图2,若抛物线y=a(x﹣m)2+n(m>0)的伴随直线是y=x﹣3,伴随四边形的面积为12,求此抛物线的解析式.

(3)如图3,若抛物线y=a(x﹣m)2+n的伴随直线是y=﹣2x+b(b>0),且伴随四边形ABCD是矩形.

①用含b的代数式表示m、n的值;

②在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得△PBD是一个等腰三角形?若存在,请直接写出点P的坐标(用含b的代数式表示);若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=﹣2x+5;(2)y=﹣(x﹣2)2﹣1;(3)①m=b,n=﹣2×b+b=﹣b,②P点坐标为:(b,b);(b,b);(b,﹣b);(b,b).

【解析】试题分析:(1)利用抛物线y=(x﹣2)2+1的与y轴交于点A(0,5),它的顶点为点B(2,1),求出直线解析式即可;

(2)首先得出点A的坐标为(0,﹣3),以及点C的坐标为(0,3),进而求出BE=2,得出顶点B的坐标求出解析式即可;

(3)①由已知可得A坐标为(0,b),C点坐标为(0,﹣b),以及n=﹣2m+b,即点B点的坐标为(m,﹣2m+b),利用勾股定理求出;

②利用①中B点坐标,以及BD的长度即可得出P点的坐标.

解:(1)由抛物线y=a(x﹣m)2+n与y轴交于点A,它的顶点为点B,

∴抛物线y=(x﹣2)2+1的与y轴交于点A(0,5),它的顶点为点B(2,1),

设所求直线解析式为y=kx+b,

∴,

解得:,

∴所求直线解析式为y=﹣2x+5;

(2)如图,作BE⊥AC于点E,由题意得四边形ABCD是平行四边形,点A的坐标为(0,﹣3),

点C的坐标为(0,3),

可得:AC=6,

∵平行四边形ABCD的面积为12,

∴S△ABC=6即S△ABC=ACBE=6,

∴BE=2,

∵m>0,即顶点B在y轴的右侧,且在直线y=x﹣3上,

∴顶点B的坐标为(2,﹣1),

又抛物线经过点A(0,﹣3),

∴a=﹣,

∴y=﹣(x﹣2)2﹣1;

(3)①如图,作BF⊥x轴于点F,

由已知可得A坐标为(0,b),C点坐标为(0,﹣b),

∵顶点B(m,n)在直线y=﹣2x+b(b>0)上,

∴n=﹣2m+b,即点B点的坐标为(m,﹣2m+b),

在矩形ABCD中,CO=BO.

∴b=,

∴b2=m2+4m2﹣4mb+b2,

∴m=b,n=﹣2×b+b=﹣b,

②∵B点坐标为(m,n),即(b,﹣b),

∴BO==b,

∴BD=2b,

当BD=BP,

∴PF=2b﹣b=b,

∴P点的坐标为(b,b);

如图3,当DP=PB时,

过点D作DE⊥PB,于点E,

∵B点坐标为(b,﹣b),

∴D点坐标为(﹣b,b),

∴DE=b,BE=b,设PE=x,

∴DP=PB=b+x,

∴DE2+PE2=DP2,

∴+x2=(b+x)2,

解得:x=b,

∴PF=PE+EF=b+b=b,

∴此时P点坐标为:(b,b);

同理P可以为(b,﹣b);(b,b),

故P点坐标为:(b,b);(b,b);(b,﹣b);(b,b).

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