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如圖,頂點坐標為(1,9)的拋物線交x軸于點A(-2,0)、B兩點,交y軸于點C,過A、B、C三點的精英家教網⊙O′交y軸于另一點D,交拋物線于另一點P,過原點O且垂直于AD的直線交AD于點H,交BC于點G.
(1)求拋物線的解析式和點G的坐標;
(2)設直線x=m交拋物線于點E,交直線OG于點F,是否存在實數m,使G、P、E、F為一個平行四邊形的四個頂點?如果存在,求出m的所有值;如果不存在,請說明理由.
分析:(1)已知頂點坐標為(1,9),設出二次函數的頂點式,代入點A坐標即可解答,進一步利用勾股定理、相交弦定理及射影定理求得點H坐標,求得直線OH解析式與直線BC聯立方程即可求出點G坐標;
(2)利用平行四邊形的判定PG平行且相等于EF,聯立方程解答即可.
解答:解:(1)設拋物線解析式為y=a(x-1)2+9,
把點A(-2,0)代入解析式解得a=-1,
因此函數解析式為y=-x2+2x+8;
點C為(0,8),B為(4,0),
由相交弦定理,得OA|•|OB|=|OC|•|OD|,即2×4=8×|OD|,|OD|=1,
∵點D在y軸的負半軸上,
∴點D的坐標為(0,-1).
在Rt△AOD中,|OA|=2,|OD|=1,OH⊥AD,
∴由勾股定理,有AD=
22+12
=
5

又∵|OA|•|OD|=|AD|•|OH|,
∴|OH|=
2
5
5

∵|OA|2=|AH|•|AD|,即22=|AH|,
∴|AH|=4,
同理,由|OD|2=|DH|•|AD|,得|DH|=
5
5

設點H(x,y),且x<0,y<0.
在Rt△AOH中,|AH|•|OH|=|y|•|OA|,
∴|y|=
4
5

∴y=-
4
5
在Rt△DOE中,|DH|•|OH|=|x|•|OD|,
∴|x|=
2
5
,x=-
2
5

∴點H的坐標是(-
2
5
,-
4
5
).
設直線OH的方程為y=kx (k≠0).
∵直線OH經過點H,
∴解得k=2,
∴直線OH的方程為y=2x;
由對稱當得點P的坐標為(2,8),設直線BC的方程為y=kx+b (k≠0),
則有
4k+b=0
b=8
,解得
k=-2
b=8

∴直線BC的方程為y=-2x+8,聯立方程組
y=-2x+8
y=2x
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解得
x=2
y=4

∴點G的坐標為(2,4);

(2)∵點P(2,8),點G(2,4),
∴PG∥EF,
設點E的坐標為(m,-m2+2m+8),點F的坐標的(m,2m),
要使四邊形PGEF為平行四邊形,已知PQ∥EF,尚需條件|EF|=|PQ|,
由|(-m2+2m+8)-2m|=|8-4|=4,得|-m2+8|=4,
解得m=±2,或m=±2
3
而m=2,不合題意,應舍去,
∴存在實數m=-2,或m=±2
3
使得以P、G、E、F為頂點的四邊形為平行四邊形.
點評:此題考查待定系數法求函數解析式,勾股定理、相交弦定理、射影定理以及平行四邊形的判定,是一道難題.
練習冊系列答案
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(2012•萊蕪)如圖,頂點坐標為(2,-1)的拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與y軸交于點C(0,3),與x軸交于A、B兩點.
(1)求拋物線的表達式;
(2)設拋物線的對稱軸與直線BC交于點D,連接AC、AD,求△ACD的面積;
(3)點E為直線BC上一動點,過點E作y軸的平行線EF,與拋物線交于點F.問是否存在點E,使得以D、E、F為頂點的三角形與△BCO相似?若存在,求點E的坐標;若不存在,請說明理由.

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