轴的垂线分别交抛物线C1、C2于P、Q两点,试探究在直线y=﹣1上是否存在点N,使得以P、Q、N为顶点的三角形与△AOQ全等,若存在,直接写出点M,N的坐标:若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由点A的坐标及OC=3OA得点C坐标,将A、C坐标代入解析式求解可得;
(2)设抛物线C2的解析式为y=﹣x2+2x+3﹣k,即y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,′作G′D⊥x轴于点D,设BD′=m,由等边三角形性质知点B′的坐标为(m+1,0),点G′的坐标为(1,
m),代入所设解析式求解可得;
(3)设M(x,0),则P(x,﹣x2+2x+3)、Q(x,﹣x2+2x+2),根据PQ=OA=1且∠AOQ、∠PQN均为钝角知△AOQ≌△PQN,延长PQ交直线y=﹣1于点H,证△OQM≌△QNH,根据对应边相等建立关于x的方程,解之求得x的值从而进一步求解.
【解答】解:(1)∵点A的坐标为(﹣1,0), ∴OA=1, ∴OC=3OA,
∴点C的坐标为(0,3),
将A、C坐标代入y=ax2﹣2ax+c,得:
,
解得:
,
∴抛物线C1的解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4, 所以点G的坐标为(1,4).
(2)设抛物线C2的解析式为y=﹣x2+2x+3﹣k,即y=﹣(x﹣1)2+4﹣k, 过点G′作G′D⊥x轴于点D,设BD′=m,
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∵△A′B′G′为等边三角形, ∴G′D=
B′D=
m,
m),
则点B′的坐标为(m+1,0),点G′的坐标为(1,将点B′、G′的坐标代入y=﹣(x﹣1)2+4﹣k,得:
,
解得:∴k=1;
(舍),,
(3)设M(x,0),则P(x,﹣x2+2x+3)、Q(x,﹣x2+2x+2), ∴PQ=OA=1,
∵∠AOQ、∠PQN均为钝角, ∴△AOQ≌△PQN,
如图2,延长PQ交直线y=﹣1于点H,
则∠QHN=∠OMQ=90°, 又∵△AOQ≌△PQN,
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∴OQ=QN,∠AOQ=∠PQN, ∴∠MOQ=∠HQN,
∴△OQM≌△QNH(AAS), ∴OM=QH,即x=﹣x2+2x+2+1, 解得:x=当x=
(负值舍去), 时,HN=QM=﹣x2+2x+2=
+
,点M(
,﹣1);
,0),
∴点N坐标为(或(如图3,
﹣
,﹣1),即(
,﹣1),即(1,﹣1);
同理可得△OQM≌△PNH,
∴OM=PH,即x=﹣(﹣x2+2x+2)﹣1, 解得:x=﹣1(舍)或x=4,
当x=4时,点M的坐标为(4,0),HN=QM=﹣(﹣x2+2x+2)=6,
∴点N的坐标为(4+6,﹣1)即(10,﹣1),或(4﹣6,﹣1)即(﹣2,﹣1); 综上点M1(
,0)、N1(
,﹣1);M2(
,0)、N2(1,﹣1);
M3(4,0)、N3(10,﹣1);M4(4,0)、N4(﹣2,﹣1).
【点评】本题主要考查二次函数的综合问题,解题的关键是掌握待定系数法求函数解析式、等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质等知识点.
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