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如图 在平面直角坐标系xOy中 抛物线y=ax2+bx+c交y轴于点C(0 4) 对称轴x=2与x轴

时间:2021-01-27 08:46:29

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如图 在平面直角坐标系xOy中 抛物线y=ax2+bx+c交y轴于点C(0 4) 对称轴x=2与x轴

问题补充:

如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c交y轴于点C(0,4),对称轴x=2与x轴交于点D,顶点为M,且DM=OC+OD.

(1)求该抛物线的解析式;

(2)设点P(x,y)是第一象限内该抛物线上的一个动点,△PCD的面积为S,求S关于x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;

(3)在(2)的条件下,若经过点P的直线PE与y轴交于点E,是否存在以O、P、E为顶点的三角形与△OPD全等?若存在,请求出直线PE的解析式;若不存在,请说明理由.

答案:

解:(1)由题意得:OC=4,OD=2,∴DM=OC+OD=6,∴顶点M坐标为(2,6).

设抛物线解析式为:y=a(x-2)2+6,

∵点C(0,4)在抛物线上,

∴4=4a+6,

解得a=.

∴抛物线的解析式为:y=(x-2)2+6=x2+2x+4.

(2)如答图1,过点P作PE⊥x轴于点E.

∵P(x,y),且点P在第一象限,

∴PE=y,OE=x,

∴DE=OE-OD=x-2.

S=S梯形PEOC-S△COD-S△PDE

=(4+y)?x-×2×4-(x-2)?y

=y+2x-4.

将y=x2+2x+4代入上式得:S=x2+2x+4+2x-4=x2+4x.

在抛物线解析式y=x2+2x+4中,令y=0,即x2+2x+4=0,解得x=2±.

设抛物线与x轴交于点A、B,则B(2+,0),

∴0<x<2+.

∴S关于x的函数关系式为:S=x2+4x(0<x<2+).

(3)存在.

若以O、P、E为顶点的三角形与△OPD全等,可能有以下情形:

(I)OD=OP.

由图象可知,OP最小值为4,即OP≠OD,故此种情形不存在.

(II)OD=OE.

若点E在y轴正半轴上,如答图2所示:

此时△OPD≌△OPE,

∴∠OPD=∠OPE,即点P在第一象限的角平分线上,

∴直线PO的解析式为:y=x;

若点E在y轴负半轴上,易知此种情形下,两个三角形不可能全等,故不存在.

(III)OD=PE.

∵OD=2,

∴第一象限内对称轴右侧的点到y轴的距离均大于2,

则点P只能位于对称轴左侧或与顶点M重合.

若点P位于第一象限内抛物线对称轴的左侧,易知△OPE为钝角三角形,而△OPD为锐角三角形,则不可能全等;

若点P与点M重合,如答图3所示,此时△OPD≌OPE,四边形PDOE为矩形,

∴直线PE的解析式为:y=6.

综上所述,存在以O、P、E为顶点的三角形与△OPD全等,直线PE的解析式为y=6.

解析分析:(1)首先求出点M的坐标,然后利用顶点式和待定系数法求出抛物线的解析式;

(2)如答图1所示,作辅助线构造梯形,利用S=S梯形PEOC-S△COD-S△PDE求出S关于x的表达式;求出抛物线与x轴正半轴的交点坐标,得到自变量的取值范围;

(3)由于三角形的各边,只有OD=2是确定长度的,因此可以以OD为基准进行分类讨论:

①OD=OP.因为第一象限内点P到原点的距离均大于4,因此OP≠OD,此种情形排除;

②OD=OE.分析可知,只有如答图2所示的情形成立;

③OD=PE.分析可知,只有如答图3所示的情形成立.

点评:本题是二次函数压轴题,考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、一次函数、全等三角形、图形面积计算等知识点.难点在于第(3)问,两个三角形中只有一边为定长,因此分类讨论稍显复杂,需要仔细分析.

如图 在平面直角坐标系xOy中 抛物线y=ax2+bx+c交y轴于点C(0 4) 对称轴x=2与x轴交于点D 顶点为M 且DM=OC+OD.(1)求该抛物线的解析式;

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