(2012•天門)如圖,拋物線y=ax2+bx+2交x軸于A(-1,0),B(4,0)兩點,交y軸于點C,與過點C且平行于x軸的直線交于另一點D,點P是拋物線上一動點.

(1)求拋物線解析式及點D坐標(biāo);
(2)點E在x軸上,若以A,E,D,P為頂點的四邊形是平行四邊形,求此時點P的坐標(biāo);
(3)過點P作直線CD的垂線,垂足為Q,若將△CPQ沿CP翻折,點Q的對應(yīng)點為Q′.是否存在點P,使Q′恰好落在x軸上?若存在,求出此時點P的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
分析:(1)用待定系數(shù)法可得出拋物線的解析式,令y=2可得出點D的坐標(biāo);
(2)分兩種情況進(jìn)行討論,①當(dāng)AE為一邊時,AE∥PD,②當(dāng)AE為對角線時,根據(jù)平行四邊形對頂點到另一條對角線距離相等,求解點P坐標(biāo).
(3)結(jié)合圖形可判斷出點P在直線CD下方,設(shè)點P的坐標(biāo)為(a,-
1
2
a2+
3
2
a+2),分情況討論,①當(dāng)P點在y軸右側(cè)時,②當(dāng)P點在y軸左側(cè)時,運用解直角三角形及相似三角形的性質(zhì)進(jìn)行求解即可.
解答:解:(1)∵拋物線y=ax2+bx+2經(jīng)過A(-1,0),B(4,0)兩點,
a-b+2=0
16a+4b+2=0

解得:
a=-
1
2
b=
3
2

∴y=-
1
2
x2+
3
2
x+2;
當(dāng)y=2時,-
1
2
x2+
3
2
x+2=2,解得:x1=3,x2=0(舍),
即:點D坐標(biāo)為(3,2).

(2)A,E兩點都在x軸上,AE有兩種可能:
①當(dāng)AE為一邊時,AE∥PD,
∴P1(0,2),
②當(dāng)AE為對角線時,根據(jù)平行四邊形對頂點到另一條對角線距離相等,
可知P點、D點到直線AE(即x軸)的距離相等,
∴P點的縱坐標(biāo)為-2,
代入拋物線的解析式:-
1
2
x2+
3
2
x+2=-2
解得:x1=
3+
41
2
,x2=
3-
41
2
,
∴P點的坐標(biāo)為(
3-
41
2
,-2),(
3+
41
2
,-2)
綜上所述:P1(0,2);P2
3-
41
2
,-2);P3
3+
41
2
,-2).

(3)存在滿足條件的點P,顯然點P在直線CD下方,設(shè)直線PQ交x軸于F,點P的坐標(biāo)為(a,-
1
2
a2+
3
2
a+2),

①當(dāng)P點在y軸右側(cè)時(如圖1),CQ=a,
PQ=2-(-
1
2
a2+
3
2
a+2)=
1
2
a2-
3
2
a,
又∵∠CQ′O+∠FQ′P=90°,∠COQ′=∠Q′FP=90°,
∴∠FQ′P=∠OCQ′,
∴△COQ′∽△Q′FP,
QC
CO
=
QP
FQ
,
a
2
=
1
2
a
2
-
3
2
a
QF

∴Q′F=a-3,
∴OQ′=OF-Q′F=a-(a-3)=3,CQ=CQ′=
CO2+OQ2
=
32+22
=
13
,
此時a=
13
,點P的坐標(biāo)為(
13
,
-9+3
13
2
),
②當(dāng)P點在y軸左側(cè)時(如圖2)此時a<0,-
1
2
a2+
3
2
a+2<0,CQ=-a,
PQ=2-(-
1
2
a2+
3
2
a+2)=
1
2
a2-
3
2
a,
又∵∠CQ′O+∠FQ′P=90°,∠CQ′O+∠OCQ′=90°,
∴∠FQ′P=∠OCQ′,∠COQ′=∠Q′FP=90°,
∴△COQ′∽△Q′FP,
QC
CO
=
QP
FQ
,
-a
2
=
1
2
a
2
-
3
2
a
QF
,Q′F=3-a,
∴OQ′=3,
CQ=CQ′=
CO2+OQ2
=
32+22
=
13
,
此時a=-
13
,點P的坐標(biāo)為(-
13
-9-3
13
2
).
綜上所述,滿足條件的點P坐標(biāo)為(
13
,
-9+3
13
2
),(-
13
,
-9-3
13
2
).
點評:此題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,綜合考查了翻折變換、相似三角形的判定與性質(zhì),解答此類題目要求我們能將所學(xué)的知識融會貫通,屬于中考常涉及的題目,同學(xué)們一定要留意.
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2n-1
2
2n-1
2

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3
≈1.7,
2
≈1.4)

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