)如图1,图形ABCD是由两个二次函数y1=kx2+m(k<0)与y2=ax2+b(a>0)的部分图象围成的封...
问题详情:
)如图1,图形ABCD是由两个二次函数y1=kx2+m(k<0)与y2=ax2+b(a>0)的部分图象围成的封闭图形.已知A(1,0)、B(0,1)、D(0,﹣3).
(1)直接写出这两个二次函数的表达式;
(2)判断图形ABCD是否存在内接正方形(正方形的四个顶点在图形ABCD上),并说明理由;
(3)如图2,连接BC,CD,AD,在坐标平面内,求使得△BDC与△ADE相似(其中点C与点E是对应顶点)的点E的坐标
【回答】
【分析】(1)利用待定系数法即可得出结论;
(2)先确定出MM'=(1﹣m2)﹣(3m2﹣3)=4﹣4m2,进而建立方程2m=4﹣4m2,即可得出结论;
(3)先利用勾股定理求出AD=,同理:CD=,BC=,再分两种情况:
①如图1,当△DBC∽△DAE时,得出,进而求出DE=,即可得出E(0,﹣),
再判断出△DEF∽△DAO,得出,求出DF=,EF=,再用面积法求出E'M=,即可得出结论;
②如图2,当△DBC∽△ADE时,得出,求出AE=,
当E在直线AD左侧时,先利用勾股定理求出PA=,PO=,进而得出PE=,再判断出即可得出点E坐标,当E'在直线DA右侧时,即可得出结论.
【解答】解:(1)∵点A(1,0),B(0,1)在二次函数y1=kx2+m(k<0)的图象上,
∴,
∴,
∴二次函数解析式为y1=﹣x2+1,
∵点A(1,0),D(0,﹣3)在二次函数y2=ax2+b(a>0)的图象上,
∴,
∴,
∴二次函数y2=3x2﹣3;
(2)设M(m,﹣m2+1)为第一象限内的图形ABCD上一点,M'(m,3m2﹣3)为第四象限的图形上一点,
∴MM'=(1﹣m2)﹣(3m2﹣3)=4﹣4m2,
由抛物线的对称*知,若有内接正方形,
∴2m=4﹣4m2,
∴m=或m=(舍),
∵0<<1,
∴存在内接正方形,此时其边长为;
(3)在Rt△AOD中,OA=1,OD=3,
∴AD==,
同理:CD=,
在Rt△BOC中,OB=OC=1,
∴BC==,
①如图1,当△DBC∽△DAE时,
∵∠CDB=∠ADO,
∴在y轴上存在E,由,
∴,
∴DE=,
∵D(0,﹣3),
∴E(0,﹣),
由对称*知,在直线DA右侧还存在一点E'使得△DBC∽△DAE',
连接EE'交DA于F点,作E'M⊥OD于M,连接E'D,
∵E,E'关于DA对称,
∴DF垂直平分线EE',
∴△DEF∽△DAO,
∴,
∴,
∴DF=,EF=,
∵S△DEE'=DE•E'M=EF×DF=,
∴E'M=,
∵DE'=DE=,
在Rt△DE'M中,DM==2,
∴OM=1,
∴E'(,﹣1),
②如图2,
当△DBC∽△ADE时,有∠BDC=∠DAE,,
∴,
∴AE=,
当E在直线AD左侧时,设AE交y轴于P,作EQ⊥AC于Q,
∵∠BDC=∠DAE=∠ODA,
∴PD=PA,
设PD=n,
∴PO=3﹣n,PA=n,
在Rt△AOP中,PA2=OA2+OP2,
∴n2=(3﹣n)2+1,
∴n=,
∴PA=,PO=,
∵AE=,
∴PE=,
在AEQ中,OP∥EQ,
∴,
∴OQ=,
∵,
∴QE=2,
∴E(﹣,﹣2),
当E'在直线DA右侧时,
根据勾股定理得,AE==,
∴AE'=
∵∠DAE'=∠BDC,∠BDC=∠BDA,
∴∠BDA=∠DAE',
∴AE'∥OD,
∴E'(1,﹣),
综上,使得△BDC与△ADE相似(其中点C与E是对应顶点)的点E的坐标有4个,
即:(0,﹣)或(,﹣1)或(1,﹣)或(﹣,﹣2).
【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,勾股定理,相似三角形的判定和*质,对称*,正确作出辅助线和用分类讨论的思想是解本题的关键.
知识点:各地中考
题型:解答题