题目内容
设抛物线y=ax2+bx+c与X轴交于两不同的点A(-1,0),B(m,0),(点A在点B的左边),与y轴的交点为点C(0,-2),且∠ACB=90°.
(1)求m的值和该抛物线的解析式;
(2)若点D为该抛物线上的一点,且横坐标为1,点E为过A点的直线y=x+1与该抛物线的另一交点.在X轴上是否存在点P,使得以P、B、D为顶点的三角形与△AEB相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)连接AC、BC,矩形FGHQ的一边FG在线段AB上,顶点H、Q分别在线段AC、BC上,若设F点坐标为(t,0),矩形FGHQ的面积为S,当S取最大值时,连接FH并延长至点M,使HM=k•FH,若点M不在该抛物线上,求k的取值范围.

(1)求m的值和该抛物线的解析式;
(2)若点D为该抛物线上的一点,且横坐标为1,点E为过A点的直线y=x+1与该抛物线的另一交点.在X轴上是否存在点P,使得以P、B、D为顶点的三角形与△AEB相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)连接AC、BC,矩形FGHQ的一边FG在线段AB上,顶点H、Q分别在线段AC、BC上,若设F点坐标为(t,0),矩形FGHQ的面积为S,当S取最大值时,连接FH并延长至点M,使HM=k•FH,若点M不在该抛物线上,求k的取值范围.
(1)令x=0,得y=-2,
∴C(0,-2),
∵∠ACB=90°,CO⊥AB,
∴△AOC∽△COB,
∴OA•OB=OC2,
∴OB=
=
=4,
∴m=4,
将A(-1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx-2,
得
,
∴抛物线的解析式为y=
x2-
x-2.

(2)D(1,n)代入y=
x2-
x-2,得n=-3,
可得
(不合题意舍去),
,
∴E(6,7).
过E作EH⊥x轴于H,则H(6,0),
∴AH=EH=7,
∴∠EAH=45°.
过D作DF⊥x轴于F,则F(1,0),
∴BF=DF=3,
∴∠DBF=45°,
∴∠EAH=∠DBF=45°,
∴∠DBH=135°,
90°<∠EBA<135°.
则点P只能在点B的左侧,有以下两种情况:
①若△DBP1∽△EAB,则
=
,
∴BP1=
=
=
,
∴OP1=4-
=
,
∴P1(
,0).
②若△DBP2∽△BAE,则
=
,
∴BP2=
=
=
,
∴OP2=
-4=
,
∴P2(-
,0).
综合①、②,得点P的坐标为:P1(
,0)或P2(-
,0).
(3)∵HQ∥AB
∴△CHQ∽△CAB
∴HQ:AB=CR:CO,
即:设HG=x,则
=
解得:HQ=-
x+5
∴矩形的面积S=HG•HQ=-
x2+5x
当x=-
=1时,面积取得最大值.则H,R,Q的纵坐标是-1.
则HQ=-
×1+5=
设直线AC的解析式是y=kx+b
根据题意得:
,解得:
则AC的解析式是:y=-2x-2
在解析式中,令x=-1,解得:y=0
则H的坐标是(-
,-1).F的坐标是(2,0).则HF=
.
设直线FH的解析式是y=kx+b
根据题意得:
解得:
,
则直线FH的解析式是y=
x-
.
解方程组:
,
解得:x=
.
当直线与抛物线相交时,k=
=
=
或
=
.
则k的范围是:k>0且k≠
且k≠
.
∴C(0,-2),
∵∠ACB=90°,CO⊥AB,
∴△AOC∽△COB,
∴OA•OB=OC2,
∴OB=
| OC2 |
| OA |
| 22 |
| 1 |
∴m=4,
将A(-1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx-2,
得
|
∴抛物线的解析式为y=
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
(2)D(1,n)代入y=
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 2 |
可得
|
|
∴E(6,7).
过E作EH⊥x轴于H,则H(6,0),
∴AH=EH=7,
∴∠EAH=45°.
过D作DF⊥x轴于F,则F(1,0),
∴BF=DF=3,
∴∠DBF=45°,
∴∠EAH=∠DBF=45°,
∴∠DBH=135°,
90°<∠EBA<135°.
则点P只能在点B的左侧,有以下两种情况:
①若△DBP1∽△EAB,则
| BP1 |
| AB |
| BD |
| AE |
∴BP1=
| AE•BD |
| AB |
5×3
| ||
7
|
| 15 |
| 7 |
∴OP1=4-
| 15 |
| 7 |
| 13 |
| 7 |
∴P1(
| 13 |
| 7 |
②若△DBP2∽△BAE,则
| BP2 |
| AE |
| BD |
| AB |
∴BP2=
| AE•BD |
| AB |
7
| ||||
| 5 |
| 42 |
| 5 |
∴OP2=
| 42 |
| 5 |
| 22 |
| 5 |
∴P2(-
| 22 |
| 5 |
综合①、②,得点P的坐标为:P1(
| 13 |
| 7 |
| 22 |
| 5 |
(3)∵HQ∥AB
∴△CHQ∽△CAB
∴HQ:AB=CR:CO,
即:设HG=x,则
| HQ |
| 5 |
| 2-x |
| 2 |
解得:HQ=-
| 5 |
| 2 |
∴矩形的面积S=HG•HQ=-
| 5 |
| 2 |
当x=-
| 5 | ||
2×(-
|
则HQ=-
| 5 |
| 2 |
| 5 |
| 2 |
设直线AC的解析式是y=kx+b
根据题意得:
|
|
则AC的解析式是:y=-2x-2
在解析式中,令x=-1,解得:y=0
则H的坐标是(-
| 1 |
| 2 |
| ||
| 2 |
设直线FH的解析式是y=kx+b
根据题意得:
|
解得:
|
则直线FH的解析式是y=
| 2 |
| 5 |
| 4 |
| 5 |
解方程组:
|
解得:x=
19±
| ||
| 10 |
当直线与抛物线相交时,k=
| HM |
| FH |
-
| ||||||
|
| ||
| 25 |
| ||||||
|
| ||
| 25 |
则k的范围是:k>0且k≠
| ||
| 25 |
| ||
| 25 |
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