题目内容

如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c与x轴交于A、D两点,与y轴交于点B,四边形OBCD是正方形.点B坐标为(0,4),已知点E(m,0)是线段DO上的动点(m<0),过点E作PE⊥x轴交抛物线于点P,交BC于点G,交BD于点H.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)当点P在直线BC上方时,请用含m的代数式表示PG和GH的长度;
(3)在(2)的条件下,是否存在这样的点P,使得∠PBH=90°?若存在,求出此时m的值;若不存在,请说明理由.
考点:二次函数综合题
专题:
分析:(1)将D(-4,0),B(0,4)代入y=-x2+bx+c,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)先求出抛物线与直线BC的交点为(-2,4)(0,4),得出点P在直线BC上方时,m的取值范围,再根据P(m,-m2-3m+4),G(m,4),求出PG=-m2-m,再根据DE=HE=m+4,求出点H的坐标为(m,m+4),即可得出GH,
(3)在(2)的条件下,根据∠PBH=90°,求出∠CBP=45°,得出PG=BG=-m,再根据PG=-m2-m,得出-m=-m2-m,求出m=0,从而得出在(2)的条件下,不存在这样的点P,使得∠PBH=90°.
解答:解:(1)∵四边形OBCD是正方形,点B坐标为(0,4),
∴D点的坐标是(-4,0),
∵点B和点D在抛物线上,
∴
c=4
-16-4b+c=0
,
解得:
b=-3
c=4
,
∴该抛物线的解析式为:y=-x2-3x+4;

(2)∵4=-m2-3m+4,解得m=-2或0,
∴抛物线与直线BC的交点为(-2,4)(0,4),
∴点P在直线BC上方时,m的取值范围是:-2<m<0,
∵E(m,0),B(0,4),PE⊥x轴交抛物线于点P,交BC于点G,
∴P(m,-m2-3m+4),G(m,4),
∴PG=-m2-3m+4-4=-m2-m,
∵四边形OBCD是正方形,
∴DE=HE=m+4,
∴点H的坐标为(m,m+4),
∴GH=4-(m+4)=-m,

(3)在(2)的条件下,
若∠PBH=90°,
∵∠CBD=45°,
∴∠CBP=45°,
∴PG=BG=-m,
∵PG=-m2-m,
∴-m=-m2-m,
∴m=0,这与-2<m<0相矛盾,并且此时点P与点B重合,
∴在(2)的条件下,不存在这样的点P,使得∠PBH=90°.
点评:此题考查了二次函数的综合,其中涉及到运用待定系数法求二次函数、线段的表示、正方形的性质等知识,综合性较强,运用数形结合、方程思想是解题的关键.
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