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正方形ABCD在如图所示的平面直角坐标系中,A在x轴正半轴上,D在y轴的负半轴上...

正方形ABCD在如图所示的平面直角坐标系中,A在x轴正半轴上,D在y轴的负半轴上,AB交y轴正半轴于E,BC交x轴负半轴于F,OE=1,OD=4,抛物线y=ax2+bx-4过A、D、F三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)Q是抛物线上D、F间的一点,过Q点作平行于x轴的直线交边AD于M,交BC所在直线于N,若S四边形AFQM=manfen5.com 满分网S△FQN,则判断四边形AFQM的形状;
(3)在射线DB上是否存在动点P,在射线CB上是否存在动点H,使得AP⊥PH且AP=PH?若存在,请给予严格证明;若不存在,请说明理由.
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(1)根据三角形△OEA∽△ADO,D(0,-4),E(0,1)可求出A点的坐标,再根据Rt△ADE≌Rt△ABF可求出F点的坐标,把A,F两点的坐标代入二次函数的解析式即可取出未知数的值,进而求出其解析式; (2)根据“过Q点作平行于x轴的直线交边AD于M,交BC所在直线于N”,又知AM∥CB,可以判断,四边形AMNF为平行四边形,可得NM=AF=5,设QM=m,可用m表示出QN的长,利用S四边形AFQM=S△FQN,可以求出m的值;可知若Q(a,b)则必有M(a+1,b),代入二次函数解析式,可求得M的坐标,依据坐标特点可判断四边形的形状; (3)先根据题意画出图形,根据图形可看出,有三种情况符合题目条件: ①通过证明Rt△PQH≌Rt△APN得到∠APN+∠HPQ=90°,进一步得到AP⊥PH, ②通过证明Rt△PMH≌Rt△PAN和PN∥BH得到∠HPA=∠NPA+∠HPN=∠MHP+∠HPM=90°, ③通过证明Rt△PNH≌Rt△PMA和PN∥AB,得到∠HPA=90°. 【解析】 (1)依条件有D(0,-4),E(0,1). ∵∠EAO+∠OAD=90°, ∠ADO+∠OAD=90°, ∴∠EAO=∠ADO, 又∵∠AOE=∠AOD=90°, ∴△OEA∽△ADO知OA2=OE•OD=4. ∴A(2,0)由Rt△ADE≌Rt△ABF得DE=AF. ∴F(-3,0). 将A,F的坐标代入抛物线方程, 得 ∴a=b=. ∴抛物线的解析式为y=x2+x-4; (2)设QM=m, S四边形AFQM=(m+5)•|yQ|,S△FQN=(5-m)•|yQ|. ∴(m+5)•|yQ|=(5-m)•|yQ| ∴m=1 设Q(a,b),则M(a+1,b), ∴ ∴a2-2a-3=0, ∴a=-1(舍去a=3),b=-4, 此时点M坐标为(0,-4)与点D重合,QF=AM,AF>QM,AF∥QM, 则AFQM为等腰梯形; (3)在射线DB上存在一点P,在射线CB上存在一点H. 使得AP⊥PH,且AP=PH成立,证明如下: 当点P如图①所示位置时,不妨设PA=PH,过点P作PQ⊥BC,PM⊥CD,PN⊥AD,垂足分别为Q、M、N. 若PA=PH.由PM=PN得: AN=PQ, ∴Rt△PQH≌Rt△APN ∴∠HPQ=∠PAN. 又∠PAN+∠APN=90° ∴∠APN+∠HPQ=90° ∴AP⊥PH. 当点P在如图②所示位置时, 过点P作PM⊥BC,PN⊥AB, 垂足分别为M,N. 同理可证Rt△PMH≌Rt△PAN. ∠MHP=∠NAP. 又∠MHP=∠HPN, ∠HPA=∠NPA+∠HPN=∠MHP+∠HPM=90°, ∴PH⊥PA.(1分) 当P在如图③所示位置时,过点P作PN⊥BH,垂足为N,PM⊥AB延长线,垂足为M. 同理可证Rt△PNH≌Rt△PMA. ∴PH⊥PA. 注意:分三种情况讨论,作图正确并给出一种情况证明正确的,同理可证出其他两种情况的给予(4分); 若只给出一种正确证明,其他两种情况未作出说明,可给(2分); 若用四点共圆知识证明且证明过程正确的也没有讨论三种情况的.只给(2分).
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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