(2012•鐵嶺)如圖,已知拋物線經(jīng)過原點O和x軸上一點A(4,0),拋物線頂點為E,它的對稱軸與x軸交于點D.直線y=-2x-1經(jīng)過拋物線上一點B(-2,m)且與y軸交于點C,與拋物線的對稱軸交于點F.
(1)求m的值及該拋物線對應的解析式;
(2)P(x,y)是拋物線上的一點,若S△ADP=S△ADC,求出所有符合條件的點P的坐標;
(3)點Q是平面內任意一點,點M從點F出發(fā),沿對稱軸向上以每秒1個單位長度的速度勻速運動,設點M的運動時間為t秒,是否能使以Q、A、E、M四點為頂點的四邊形是菱形?若能,請直接寫出點M的運動時間t的值;若不能,請說明理由.
分析:(1)首先求出點B的坐標和m的值,然后利用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式;
(2)△ADP與△ADC有共同的底邊AD,因為面積相等,所以AD邊上的高相等,即為1;從而得到點P的縱坐標為1,再利用拋物線的解析式求出點P的縱坐標;
(3)如解答圖所示,在點M的運動過程中,依次出現(xiàn)四個菱形,注意不要漏解.針對每一個菱形,分別進行計算,求出線段MF的長度,從而得到運動時間t的值.
解答:解:(1)∵點B(-2,m)在直線y=-2x-1上
∴m=-2×(-2)-1=4-1=3,
所以,點B(-2,3),
又∵拋物線經(jīng)過原點O,
∴設拋物線的解析式為y=ax2+bx,
∵點B(-2,3),A(4,0)在拋物線上,
4a-2b=3
16a+4b=0
,
解得:
a=
1
4
b=-1

∴設拋物線的解析式為y=
1
4
x2-x


(2)∵P(x,y)是拋物線上的一點,
P(x,
1
4
x2-x)
,
若S△ADP=S△ADC
S△ADC=
1
2
AD•OC
,S△ADP=
1
2
AD•|y|

又∵點C是直線y=-2x-1與y軸交點,
∴C(0,-1),
∴OC=1,
|
1
4
x2-x|=1
,即
1
4
x2-x=1
1
4
x2-x=-1

解得:x1=2+2
2
,x2=2-2
2
x3=x4=2

∴點P的坐標為 P1(2+2
2
,1),P2(2-2
2
,1),P3(2,-1)


(3)結論:存在.
∵拋物線的解析式為y=
1
4
x2-x
,
∴頂點E(2,-1),對稱軸為x=2;
點F是直線y=-2x-1與對稱軸x=2的交點,∴F(2,-5),DF=5.
又∵A(4,0),
∴AE=
5

如右圖所示,在點M的運動過程中,依次出現(xiàn)四個菱形:
①菱形AEM1Q1
∵此時EM1=AE=
5
,
∴M1F=DF-DE-DM1=4-
5
,
∴t1=4-
5
;
②菱形AEOM2
∵此時DM2=DE=1,
∴M2F=DF+DM2=6,
∴t2=6;
③菱形AEM3Q3
∵此時EM3=AE=
5

∴DM3=EM3-DE=
5
-1,
∴M3F=DM3+DF=(
5
-1)+5=4+
5
,
∴t3=4+
5
;
④菱形AM4EQ4
此時AE為菱形的對角線,設對角線AE與M4Q4交于點H,則AE⊥M4Q4,
∵易知△AED∽△M4EH,
M4E
AE
=
EH
DE
,即
M4E
5
=
5
2
1
,得M4E=
5
2

∴DM4=M4E-DE=
5
2
-1=
3
2
,
∴M4F=DM4+DF=
3
2
+5=
13
2

∴t4=
13
2

綜上所述,存在點M、點Q,使得以Q、A、E、M四點為頂點的四邊形是菱形;時間t的值為:t1=4-
5
,t2=6,t3=4+
5
,t4=
13
2
點評:本題是二次函數(shù)綜合題,考查的知識點包括二次函數(shù)的圖象與性質、一次函數(shù)、待定系數(shù)法、圖形面積、菱形的判定與性質等,由于涉及考點眾多,所以難度較大.第(2)問是存在型問題,要點在于利用面積的相等關系求出點P的縱坐標,然后運用方程思想求得其橫坐標;第(3)問是運動型問題,注意符合條件的菱形有四個,避免漏解.
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(
1
5
)
n-1
S或
S
5n-1
(
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3
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