Question

如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系中，矩形ABOC的邊BO在x軸的負(fù)半軸上，邊OC在y軸的正半軸上，且AB=1，OB=，矩形ABOC繞點(diǎn)O按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60°后得到矩形EFOD．點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)E，點(diǎn)B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)F，點(diǎn)C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)為點(diǎn)D，拋物線y=ax²+bx+c過點(diǎn)A，E，D．
（1）判斷點(diǎn)E是否在y軸上，并說明理由；
（2）求拋物線的函數(shù)表達(dá)式；
（3）在x軸的上方是否存在點(diǎn)P，點(diǎn)Q，使以點(diǎn)O，B，P，Q為頂點(diǎn)的平行四邊形的面積是矩形ABOC面積的2倍，且點(diǎn)P在拋物線上？若存在，請(qǐng)求出點(diǎn)P，點(diǎn)Q的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）可連接OA，通過證∠AOE=60°，即與旋轉(zhuǎn)角相同來(lái)得出OE在y軸上的結(jié)論．
（2）已知了AB，OB的長(zhǎng)即可求出A的坐標(biāo)，在直角三角形OEF中，可用勾股定理求出OE的長(zhǎng)，也就能求得E點(diǎn)的坐標(biāo)，要想得出拋物線的解析式還少D點(diǎn)的坐標(biāo)，可過D作x軸的垂線，通過構(gòu)建直角三角形，根據(jù)OD的長(zhǎng)和∠DOx的正弦和余弦值來(lái)求出D的坐標(biāo)．
求出A、E、D三點(diǎn)坐標(biāo)后即可用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式．
（3）可先求出矩形的面積，進(jìn)而可得出平行四邊形OBPQ的面積．由于平行四邊形中OB邊的長(zhǎng)是定值，因此可根據(jù)平行四邊形的面積求出P點(diǎn)的縱坐標(biāo)（由于P點(diǎn)在x軸上方，因此P的縱坐標(biāo)為正數(shù)），然后將P點(diǎn)的縱坐標(biāo)代入拋物線中可求出P點(diǎn)的坐標(biāo)．求出P點(diǎn)的坐標(biāo)后，將P點(diǎn)分別向左、向右平移OB個(gè)單位即可得出Q點(diǎn)的坐標(biāo)，由此可得出符合條件的兩個(gè)P點(diǎn)坐標(biāo)和四個(gè)Q點(diǎn)坐標(biāo)．
解答：解：（1）點(diǎn)E在y軸上
理由如下：
連接AO，如圖所示，在Rt△ABO中，∵AB=1，BO=，
∴AO=2∴sin∠AOB=，∴∠AOB=30°
由題意可知：∠AOE=60°∴∠BOE=∠AOB+∠AOE=30°+60°=90°
∵點(diǎn)B在x軸上，∴點(diǎn)E在y軸上．

（2）過點(diǎn)D作DM⊥x軸于點(diǎn)M，
∵OD=1，∠DOM=30°
∴在Rt△DOM中，DM=，OM=
∵點(diǎn)D在第一象限，
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為
由（1）知EO=AO=2，點(diǎn)E在y軸的正半軸上
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為（0，2）
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為（-，1）
∵拋物線y=ax²+bx+c經(jīng)過點(diǎn)E，
∴c=2
由題意，將A（-，1），D（，）代入y=ax²+bx+2中，
得
解得
∴所求拋物線表達(dá)式為：y=-x²-x+2

（3）存在符合條件的點(diǎn)P，點(diǎn)Q．
理由如下：∵矩形ABOC的面積=AB•BO=
∴以O(shè)，B，P，Q為頂點(diǎn)的平行四邊形面積為．
由題意可知OB為此平行四邊形一邊，
又∵OB=
∴OB邊上的高為2
依題意設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（m，2）
∵點(diǎn)P在拋物線y=-x²-x+2上
∴-m²-m+2=2
解得，m₁=0，m₂=-
∴P₁（0，2），P₂（-，2）
∵以O(shè)，B，P，Q為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形，
∴PQ∥OB，PQ=OB=，
∴當(dāng)點(diǎn)P₁的坐標(biāo)為（0，2）時(shí)，點(diǎn)Q的坐標(biāo)分別為Q₁（-，2），Q₂（，2）；
當(dāng)點(diǎn)P₂的坐標(biāo)為（-，2）時(shí)，點(diǎn)Q的坐標(biāo)分別為Q₃（-，2），Q₄（，2）．
點(diǎn)評(píng)：本題著重考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、圖形旋轉(zhuǎn)變換、平行四邊形的性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)，綜合性強(qiáng)，能力要求較高．考查學(xué)生數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法．