Question

【題目】如圖1，拋物線y＝ax2+bx+2與x軸交于A，B兩點(diǎn)，與y軸交于C點(diǎn)，A（5，0）且AB＝3OC，P為x軸上方拋物線上的動(dòng)點(diǎn)（P不與A，B重合），過(guò)點(diǎn)P作PQ⊥x軸于點(diǎn)Q，作PM與x軸平行，交拋物線另一點(diǎn)M，以PQ，PM為鄰邊作矩形PQNM．

（1）求拋物線的函數(shù)表達(dá)式；

（2）設(shè)矩形PQNM的周長(zhǎng)為C，求C的取值范圍；

（3）如圖2，當(dāng)P點(diǎn)與C點(diǎn)重合時(shí)，連接對(duì)角線PN，取PN上一點(diǎn)D（不與P，N重合），連接DM，作DE⊥DM，交x軸于點(diǎn)E．

①試求的值；

②試探求是否存在點(diǎn)D，使△DEN是等腰三角形？若存在，請(qǐng)直接寫(xiě)出符合條件的點(diǎn)D坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（1）y＝x2+x+2；（2）C的取值范圍是0≤C≤；（3）①2，②存在點(diǎn)D，使△DEN是等腰三角形，符合條件的點(diǎn)D坐標(biāo)為（，）與（，2﹣）．

【解析】

（1）先求出點(diǎn)C坐標(biāo)，由AB＝3OC和點(diǎn)A坐標(biāo)得到點(diǎn)B坐標(biāo)，用待定系數(shù)法即求出拋物線解析式．

（2）設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)（p，），即能用p表示PQ；由PM∥x軸可知P、M關(guān)于拋物線對(duì)稱軸對(duì)稱，即P、M到對(duì)稱軸的距離相等，故能用p表示M的橫坐標(biāo)，進(jìn)而表示PM的長(zhǎng)；由矩形PQNM周長(zhǎng)等于PQ與PM的和的2倍，即用含p的二次式表示周長(zhǎng)C，配方即得到其最值．再根據(jù)p的取值范圍，即能求C的取值范圍．

（3）①由P點(diǎn)與C點(diǎn)重合即求得P、M、N的坐標(biāo)；由DE⊥DM，過(guò)D作x軸垂線FG，即構(gòu)造出△MDG∽△DEF，所以.

②對(duì)點(diǎn)E在點(diǎn)N左側(cè)和右側(cè)進(jìn)行分類討論：若點(diǎn)E在點(diǎn)N左側(cè)，先說(shuō)明∠DEN為鈍角，所以△DEN為等腰三角形時(shí)只有DE＝EN一種情況．設(shè)點(diǎn)D橫坐標(biāo)為d，求直線PN解析式即得到D的縱坐標(biāo)，進(jìn)而能用d表示所有線段的長(zhǎng)，再在Rt△DEF中利用勾股定理列方程，即求出d的值；若點(diǎn)E在點(diǎn)N右側(cè)，說(shuō)明∠DNE為鈍角，得DN＝EN，解題思路與第一種情況相同，即求出d的值．

（1）當(dāng)x＝0時(shí)，y＝ax2+bx+2＝2

∴C（0，2），OC＝2

∴AB＝3OC＝6

∵A（5，0），即OA＝5

∴OB＝AB﹣OA＝1

∴B（﹣1，0）

把A、B坐標(biāo)代入拋物線解析式得：

解得：

∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為

（2）設(shè)P（p， ）

∵PQ⊥x軸于Q，PM∥x軸

∴PQ＝，點(diǎn)P、M關(guān)于拋物線對(duì)稱軸對(duì)稱

∵拋物線對(duì)稱軸：直線

∴xM＝2+（2﹣p）＝4﹣p

∴PM＝（4﹣p）﹣p＝4﹣2p

∴C＝2（PM+PQ）＝

∵﹣1＜p＜5

∴當(dāng)p＝時(shí)，C有最大值為

∴C的取值范圍是0≤C≤

（3）①過(guò)點(diǎn)D作GF⊥x軸于點(diǎn)F，交PM于G

∴∠DFE＝∠DGM＝90°，DF∥y軸

∴四邊形MNFG是矩形，△DFN∽△PON

∴

∵P點(diǎn)與C點(diǎn)重合，P、M關(guān)于直線x＝2對(duì)

∴P（0，2），M（4，2），N（4，0）

∴GF＝MN＝OP＝2，PM＝ON＝4

∴

∵DE⊥DM

∴∠MDE＝90°

∴∠MDG+∠EDF＝∠EDF+∠DEF＝90°

∴∠MDG＝∠DEF

∴△MDG∽△DEF

∴

②存在點(diǎn)D，使△DEN是等腰三角形

設(shè)直線PN解析式為y＝mx+n

∴ 解得：

∴直線PN解析式為y＝﹣x+2

設(shè)D（d，﹣d+2）（0＜d＜4）

∴OF＝d，DF＝﹣d+2

∴FN＝ON﹣OF＝4﹣d，DG＝FG﹣DF＝2﹣（﹣d+2）＝d

∵△MDG∽△DEF

∴

∴EF＝DG＝d

①當(dāng)點(diǎn)E在點(diǎn)N左側(cè)時(shí)，如圖1，

∵四邊形DENM中，∠MDE＝∠MNE＝90°，∠DMN＜90°

∴∠DEN＝360°﹣∠MDE﹣∠MNE﹣∠DMN＝180°﹣∠DMN＞90°

∴當(dāng)△DEN是等腰三角形時(shí)，DE＝EN＝FN﹣EF＝，

∵Rt△DEF中，DF2+EF2＝DE2

∴

解得：d1＝4（舍去），，

∴

∴點(diǎn)D坐標(biāo)為

②當(dāng)點(diǎn)E在點(diǎn)N右側(cè)時(shí)，如圖2，∠DNE＞90°

∴當(dāng)△DEN是等腰三角形時(shí)，DN＝EN＝EF﹣FN＝,

∵Rt△DFN中，DF2+FN2＝DN2

∴

解得：，（舍去）

∴

∴點(diǎn)D坐標(biāo)為

綜上所述，符合條件的點(diǎn)D坐標(biāo)為與．