试题

题目:
青果学院已知抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为P(-4,-
25
2
),与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,其中B点坐标为(1,0).
(1)求这条抛物线的函数解析式;
(2)若抛物线的对称轴交x轴于点D,则在线段AC上是否存在这样的点Q使得△ADQ为等腰三角形?若存在,请求出符合条件的点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
答案
解:(1)∵抛物线顶点坐标为(-4,-
25
2
),
∴设抛物线解析式为y=a(x+4)2-
25
2

∵抛物线过点B(1,0),
∴a(1+4)2-
25
2
=0,
解得a=
1
2

所以,抛物线解析式为y=
1
2
(x+4)2-
25
2

即y=
1
2
x2+4x-
9
2


(2)存在点Q1(-1,-4),Q2(2
5
-9,-
5
),Q3(-
13
2
,-
5
4
).
理由如下:∵抛物线顶点坐标为(-4,-
25
2
),
∴点D的坐标为(-4,0),
令x=0,则y=-
9
2

令y=0,则
1
2
x2+4x-
9
2
=0,
整理得,x2+8x-9=0,
解得x1=1,x2=-9,
∴点A(-9,0),C(0,-
9
2
),
∴OA=9,OC=
9
2
,AD=-4-(-9)=-4+9=5,
在Rt△AOC中,根据勾股定理,AC=
OA2+OC2
=
92+(
9
2
)
2
=
9
5
2

∴sin∠OAC=
OC
AC
=
9
2
9
5
2
=
5
5

cos∠OAC=
OA
AC
=
9
9
5
2
=
2
5
5

①AD=Q1D时,过Q1作Q1E1⊥x轴于点E1
根据等腰三角形三线合一的性质,AQ1=2·ADcos∠OAC=2×5×
2
5
5
=4
5

Q1E1=AQ1·sin∠OAC=4
5
×
5
5
=4,
AE1=AQ1·cos∠OAC=4
5
×
2
5
5
=8,
所以,OE1=OA-AE1=9-8=1,
所以,点Q1的坐标为(-1,-4);青果学院
②AD=AQ2时,过Q2作Q2E2⊥x轴于点E2
Q2E2=AQ2·sin∠OAC=5×
5
5
=
5

AE2=AQ2·cos∠OAC=5×
2
5
5
=2
5

所以,OE2=OA-AE2=9-2
5

所以,点Q2的坐标为(2
5
-9,-
5
);
③AQ3=DQ3时,过Q3作Q3E3⊥x轴于点E3
则AE3=
1
2
AD=
1
2
×5=
5
2

所以,OE3=9-
5
2
=
13
2

∵Q3E3⊥x轴,OC⊥OA,
∴△AQ3E3∽△ACO,
Q3E3
AE3
=
OC
OA

Q3E3
5
2
=
9
2
9

解得Q3E3=
5
4

所以,点Q3的坐标为(-
13
2
,-
5
4
),
综上所述,在线段AC上存在点Q1(-1,-4),Q2(2
5
-9,-
5
),Q3(-
13
2
,-
5
4
),使得△ADQ为等腰三角形.
解:(1)∵抛物线顶点坐标为(-4,-
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2
),
∴设抛物线解析式为y=a(x+4)2-
25
2

∵抛物线过点B(1,0),
∴a(1+4)2-
25
2
=0,
解得a=
1
2

所以,抛物线解析式为y=
1
2
(x+4)2-
25
2

即y=
1
2
x2+4x-
9
2


(2)存在点Q1(-1,-4),Q2(2
5
-9,-
5
),Q3(-
13
2
,-
5
4
).
理由如下:∵抛物线顶点坐标为(-4,-
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2
),
∴点D的坐标为(-4,0),
令x=0,则y=-
9
2

令y=0,则
1
2
x2+4x-
9
2
=0,
整理得,x2+8x-9=0,
解得x1=1,x2=-9,
∴点A(-9,0),C(0,-
9
2
),
∴OA=9,OC=
9
2
,AD=-4-(-9)=-4+9=5,
在Rt△AOC中,根据勾股定理,AC=
OA2+OC2
=
92+(
9
2
)
2
=
9
5
2

∴sin∠OAC=
OC
AC
=
9
2
9
5
2
=
5
5

cos∠OAC=
OA
AC
=
9
9
5
2
=
2
5
5

①AD=Q1D时,过Q1作Q1E1⊥x轴于点E1
根据等腰三角形三线合一的性质,AQ1=2·ADcos∠OAC=2×5×
2
5
5
=4
5

Q1E1=AQ1·sin∠OAC=4
5
×
5
5
=4,
AE1=AQ1·cos∠OAC=4
5
×
2
5
5
=8,
所以,OE1=OA-AE1=9-8=1,
所以,点Q1的坐标为(-1,-4);青果学院
②AD=AQ2时,过Q2作Q2E2⊥x轴于点E2
Q2E2=AQ2·sin∠OAC=5×
5
5
=
5

AE2=AQ2·cos∠OAC=5×
2
5
5
=2
5

所以,OE2=OA-AE2=9-2
5

所以,点Q2的坐标为(2
5
-9,-
5
);
③AQ3=DQ3时,过Q3作Q3E3⊥x轴于点E3
则AE3=
1
2
AD=
1
2
×5=
5
2

所以,OE3=9-
5
2
=
13
2

∵Q3E3⊥x轴,OC⊥OA,
∴△AQ3E3∽△ACO,
Q3E3
AE3
=
OC
OA

Q3E3
5
2
=
9
2
9

解得Q3E3=
5
4

所以,点Q3的坐标为(-
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,-
5
4
),
综上所述,在线段AC上存在点Q1(-1,-4),Q2(2
5
-9,-
5
),Q3(-
13
2
,-
5
4
),使得△ADQ为等腰三角形.
考点梳理
二次函数综合题.
(1)根据顶点坐标把抛物线设为顶点式形式y=a(x+4)2-
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2
,然后把点B的坐标代入解析式求出a的值,即可得解;
(2)先根据顶点坐标求出点D的坐标,再根据抛物线解析式求出点A、C的坐标,从而得到OA、OC、AD的长度,根据勾股定理列式求出AC的长度,然后根据锐角三角形函数求出∠OAC的正弦值与余弦值,再分①AD=Q1D时,过Q1作Q1E1⊥x轴于点E1,根据等腰三角形三线合一的性质求出AQ1,再利用∠OAC的正弦求出Q1E1的长度,根据∠OAC的余弦求出AE1的长度,然后求出OE1,从而得到点Q1的坐标;②AD=AQ2时,过Q2作Q2E2⊥x轴于点E2,利用∠OAC的正弦求出Q2E2的长度,根据∠OAC的余弦求出AE2的长度,然后求出OE2,从而得到点Q2的坐标;③AQ3=DQ3时,过Q3作Q3E3⊥x轴于点E3,根据等腰三角形三线合一的性质求出AE3的长度,然后求出OE3,再由相似三角形对应边成比例列式求出Q3E3的长度,从而得到点Q3的坐标.
本题是二次函数和综合题型,主要考查了待定系数法求二次函数解析式,抛物线与坐标轴的交点的求解,勾股定理的应用,锐角三角函数的定义,综合性较强,但难度不大,(2)要分情况讨论.
代数几何综合题.
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