试题

题目:
青果学院如图,抛物线y=-x2+
3
2
x+1与x轴交于A、B,与y轴交于点C,在抛物线上是否存在点P,使得以A、C、B、P为顶点的四边形是直角梯形?若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
答案
青果学院解:在抛物线上存在点P(
5
2
,-
3
2
)或(-
5
2
,-9),理由如下:
∵y=-x2+
3
2
x+1,
∴当y=0时,-x2+
3
2
x+1=0,
解得x1=-
1
2
,x2=2,
∴A(-
1
2
,0),B(2,0);
当x=0时,y=1,
∴C(0,1).
∴AC2=
1
4
+1=
5
4
,BC2=1+4=5,AB2=(2+
1
2
2=
25
4

∴AC2+BC2=AB2
∴△ABC是直角三角形,且∠ACB=90°.
以A、C、B、P四点为顶点的四边形是直角梯形时,分两种情况:
①如果BC、AP为底,AC为高,如图1;
∵B(2,0),C(0,1),
∴直线BC的解析式为:y=-
1
2
x+1;
设过点A且平行于BC的直线AP的解析式为y=-
1
2
x+m,
则有:(-
1
2
)×(-
1
2
)+m=0,m=-
1
4

青果学院∴y=-
1
2
x-
1
4

y=-
1
2
x-
1
4
y=-x2+
3
2
x+1
,解得
x1=-
1
2
y1=0
x2=
5
2
y2=-
3
2

∴点P(
5
2
,-
3
2
);
②如果AC、BP为底,BC为高,如图2;
∵A(-
1
2
,0),C(0,1),
∴直线AC的解析式为:y=2x+1;
设过点B且平行于AC的直线BP的解析式为y=2x+n,
则有:2×2+n=0,n=-4;
∴y=2x-4.
y=2x-4
y=-x2+
3
2
x+1
,解得
x1=2
y1=0
x2=-
5
2
y2=-9

∴点P(-
5
2
,-9);
综上可知,当点P的坐标为(
5
2
,-
3
2
)或(-
5
2
,-9)时,以A、C、B、P四点为顶点的四边形是直角梯形.
青果学院解:在抛物线上存在点P(
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,-
3
2
)或(-
5
2
,-9),理由如下:
∵y=-x2+
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x+1,
∴当y=0时,-x2+
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x+1=0,
解得x1=-
1
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,x2=2,
∴A(-
1
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,0),B(2,0);
当x=0时,y=1,
∴C(0,1).
∴AC2=
1
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+1=
5
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,BC2=1+4=5,AB2=(2+
1
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2=
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∴AC2+BC2=AB2
∴△ABC是直角三角形,且∠ACB=90°.
以A、C、B、P四点为顶点的四边形是直角梯形时,分两种情况:
①如果BC、AP为底,AC为高,如图1;
∵B(2,0),C(0,1),
∴直线BC的解析式为:y=-
1
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x+1;
设过点A且平行于BC的直线AP的解析式为y=-
1
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x+m,
则有:(-
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)×(-
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)+m=0,m=-
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青果学院∴y=-
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x-
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y=-
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x-
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y=-x2+
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x+1
,解得
x1=-
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y1=0
x2=
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y2=-
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∴点P(
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,-
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);
②如果AC、BP为底,BC为高,如图2;
∵A(-
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,0),C(0,1),
∴直线AC的解析式为:y=2x+1;
设过点B且平行于AC的直线BP的解析式为y=2x+n,
则有:2×2+n=0,n=-4;
∴y=2x-4.
y=2x-4
y=-x2+
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x+1
,解得
x1=2
y1=0
x2=-
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y2=-9

∴点P(-
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,-9);
综上可知,当点P的坐标为(
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,-
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)或(-
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,-9)时,以A、C、B、P四点为顶点的四边形是直角梯形.
考点梳理
二次函数综合题.
先利用勾股定理的逆定理证得∠ACB=90°,那么以A、C、B、P四点为顶点的四边形是直角梯形时,分两种情况进行讨论:
①以BC、AP为底,AC为高时,先求出直线BC的解析式,进而确定直线AP的解析式,联立抛物线的解析式即可求出点P的坐标;
②以AC、BP为底,BC为高时,同①,先求出直线AC的解析式,进而确定直线BP的解析式,联立抛物线的解析式即可求出点P的坐标.
此题是二次函数的综合题型,其中涉及到利用待定系数法求一次函数的解析式、勾股定理的逆定理、直角梯形的判定,两函数交点坐标的求法等知识,综合性较强,难度适中.利用数形结合、分类讨论是解题的关键.
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