如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是平行四边形,线段AD=6,二次函数y=﹣x2﹣x+4与y轴交于A点,...
问题详情:
如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是平行四边形,线段AD=6,二次函数y=﹣x2﹣x+4与y轴交于A点,与x轴分别交于B点、E点(B点在E点的左侧)
(1)分别求A、B、E点的坐标;
(2)连接AE、OD,请判断△AOE与△AOD是否相似并说明理由;
(3)若点M在平面直角坐标系内,则在直线AB上是否存在点F,使以A、C、F、M为顶点的四边形为菱形?若存在,直接写出F点的坐标,若不存在,请说明理由.
【回答】
【考点】二次函数综合题.
【分析】(1)分别将x=0和y=0代入可求得A、B、E点的坐标;
(2)根据坐标求出AO和OE的长,将两个直角三角形对应小直角边计算比值为,对应大直角边计算比值也是,所以根据两边对应成比例,且夹角相等,所以两三角形相似;
(3)只需要满足△ACF为等腰三角形,即可找到对应的菱形,所以构建△ACF为等腰三角形有四种情况:①以A为圆心画圆,交直线AB于F1、F2,②作AC的中垂线交直线AB于F3,③以C为圆心,以AC为半径,画圆交直线AB于F4,利用勾股定理列式可求得点F的坐标.
【解答】解:(1)当x=0时,y=4,
∴A(0,4),
当y=0时,﹣ x2﹣x+4=0,
2x2+x﹣24=0,
(x+3)(3x﹣8)=0,
x1=﹣3,x2=,
∴B(﹣3,0),E(,0);
(2)△AOE与△AOD相似,理由是:
∵A(0,4),
∴OA=4,
∵E(,0),
∴OE=,
∴==, =,
∴,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∵BC⊥AO,
∴AD⊥AO,
∴∠OAD=∠AOE=90°,
∴△AOE∽△DAO,
(3)如图2,在Rt△AOC中,AC=4,OC=3,
∴AC=5,
同理AB=5,
∴△ABC是等腰三角形,
∴当F与B重合时,存在A、C、F、M为顶点的四边形为菱形,
即F1(﹣3,0),
当AF2=AB=5时,△AF2C是等腰三角形,存在A、C、F、M为顶点的四边形为菱形,
此时F2与B关于点A对称,
∴F2(3,8),
设直线AB的解析式为:y=kx+b,
把A(0,4),B(﹣3,0)代入得:,
解得:,
∴直线AB的解析式为:y=x+4,
如图2,作AC的中垂线l,交直线AB于F3,连接F3C,分别过A、F3作x轴、y轴的平行线,交于H,HF3交x轴于G,
则AF3=F3C,
设F3(x, x+4),
则=,
(﹣x)2+(4﹣x﹣4)2=(﹣x﹣4)2+(﹣x+3)2,
x=﹣,
当x=﹣时,y=×+4=﹣,
∴F3(﹣,﹣);
如图3,以C为圆心,以AC为半径,画圆交直线AB于F4,过F4作F4P⊥x轴于P,则AC=F4C,
设F4(x, x+4),
则,
=0,
25x2+42x=0,
x(25x+42)=0,
x1=0(舍),x2=﹣,
当x=﹣时,y=,
∴F4(﹣,),
综上所述,F点的坐标为:F1(﹣3,0),F2(3,8),F3(﹣,﹣),F4(﹣,).
【点评】本题是二次函数的综合题,考查了二次函数与两坐标轴的交点、平行四边形、菱形和等腰三角形的*质和判定、相似三角形的*质和判定,在构建等腰三角形时,分三种情况进行讨论,根据腰长相等并与勾股定理相结合列式解决问题.
知识点:二次函数与一元二次方程
题型:综合题
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