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如图1,已知抛物线的顶点为A(0,1),矩形CDEF的顶点C、F在抛物线上,D、...

如图1,已知抛物线的顶点为A(0,1),矩形CDEF的顶点C、F在抛物线上,D、E在x轴上,CF交y轴于点B,且其面积为8,F点的坐标为(2,2).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)如图2,若P点为抛物线上不同于A的一点,连结PB并延长交抛物线于点Q,过点P、Q分别作x轴的垂线,垂足分别为S、R.
①求证:PB=PS;
②试探索在线段SR上是否存在点M,使得以点P、S、M为顶点的三角形和以点Q、R、M为顶点的三角形相似?若存在,请找出M点的位置;若不存在请说明理由.
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(1)方法一:根据点F的坐标求出EF的长,再根据矩形的面积求出CF的长,然后求出点C的坐标,再设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答; 方法二:设抛物线的顶点式形式为y=ax2+c,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答即可; (2)①过点B作BN⊥PS于N,根据点P在抛物线上设点P的坐标为(a,a2+1),然后表示出PS、OB、BN,再根据图形求出PN=PS-NS,在Rt△PNB中,利用勾股定理列式表示出PB2,然后求出PB,从而得证; ②方法一:设PS=b,QB=c,利用勾股定理列式求出SR=2,假设存在点M,且MS=x,表示出MR=2-x,然后分△PSM和△MRQ相似,利用相似三角形对应边成比例列式求解即可得到点M为SR的中点;△PSM和△QRM相似时,利用相似三角形对应边成比例列式求解得到x=,然后求出==,从而得到点M与原点O重合; 方法二:根据∠PSM=∠MRQ=90°,分△PSM和△MRQ相似时,根据相似三角形对应角相等可得∠SPM=∠RMQ,∠SMP=∠RQM,再根直角三角形的性质求出∠PMQ=90°,取PQ的中点为N,连接MN,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半表示出MN=PQ=(QR+PS),从而判定MN为梯形SRQP的中位线,得到点M为SR的中点;△PSM和△QRM相似时,根据相似三角形对应边成比例可得==,再根据=,可得点M与原点O重合. 【解析】 (1)方法一:∵F点坐标为(2,2), ∴EF=2, ∵矩形CDEF的面积为8, ∴CF=4, ∴点C的坐标为(-2,2), 设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,其过三点A(0,1),C(-2,2),F(2,2), 所以,, 解得, 所以,此函数解析式为y=x2+1; 方法二:设抛物线的解析式为y=ax2+c,其过点A(0,1)和F(2,2), 所以,, 解得, 所以,此函数解析式为y=x2+1; (2)①过点B作BN⊥PS于N, ∵P点在抛物线y=x2+1上,可设点P(a,a2+1), ∴PS=a2+1,OB=NS=2,BN=|a|, ∴PN=PS-NS=a2+1-2=a2-1, 在Rt△PNS中,PB2=PN2+BN2=(a2-1)2+(|a|)2=(a2+1)2, ∴PB=a2+1, ∵PS=a2+1, ∴PB=PS; ②方法一:设PS=b,QR=c, 由①知,PS=PB=b,QR=QB=c,PQ=b+c, ∴SR2=(b+c)2+(b-c)2, ∴SR=2, 假设存在点M,且MS=x,则MR=2-x, 若使△PSM∽△MRQ,则有=, 即x2-2x+bc=0, 解得x1=x2=, ∴SR=2, ∴点M为SR的中点; 若使△PSM∽△QRM,则有=, ∴x=, ∴==-1===, ∴M点为原点O; 综上所述,点M为SR的中点时,△PSM∽△MRQ;点M为原点时△PSM∽△QRM; 方法二:若以P、S、R为顶点的三角形与以Q、M、R为顶点的三角形相似, ∵∠PSM=∠MRQ=90°, ∴分△PSM∽△MRQ和△PSM∽△QRM两种情况, △PSM∽△MRQ时,∠SPM=∠RMQ,∠SMP=∠RQM, 根据直角三角形两锐角互余可得,∠PMS+∠SMR=90°, ∴∠PMQ=90°, 取PQ的中点N,连接MN,则MN=PQ=(QR+PS), ∴MN为梯形SRQP的中位线, ∴M为SR的中点; △PSM∽△QRM时,==, 又∵=, ∴点M与点O重合, 综上所述,点M为SR的中点时,△PSM∽△MRQ;点M为原点时△PSM∽△QRM.
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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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