Question

如圖，拋物線y=ax²+bx-3交y軸于點(diǎn)C，直線l為拋物線的對(duì)稱(chēng)軸，點(diǎn)P在第三象限且為拋物線的頂點(diǎn)．P到x軸的距離為，到y(tǒng)軸的距離為1．點(diǎn)C關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為A，連接AC交直線l于B．
（1）求拋物線的表達(dá)式；
（2）直線y=x+m與拋物線在第一象限內(nèi)交于點(diǎn)D，與y軸交于點(diǎn)F，連接BD交y軸于點(diǎn)E，且DE：BE=4：1．求直線y=x+m的表達(dá)式；
（3）若N為平面直角坐標(biāo)系內(nèi)的點(diǎn)，在直線y=x+m上是否存在點(diǎn)M，使得以點(diǎn)O、F、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是菱形？若存在，直接寫(xiě)出點(diǎn)M的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

解：（1）∵拋物線y=ax²+bx-3交y軸于點(diǎn)C
∴C（0，-3）則 OC=3；
∵P到x軸的距離為，P到y(tǒng)軸的距離是1，且在第三象限，
∴P（-1，-）；
∵C關(guān)于直線l的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為A
∴A（-2，-3）；
將點(diǎn)A（-2，-3），P（-1，-）代入拋物線y=ax²+bx-3中，有：
，解得
∴拋物線的表達(dá)式為y=x²+x-3．

（2）過(guò)點(diǎn)D做DG⊥y 軸于G，則∠DGE=∠BCE=90°
∵∠DEG=∠BEC
∴△DEG∽△BEC
∵DE：BE=4：1，
∴DG：BC=4：1；
已知BC=1，則DG=4，點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為4；
將x=4代入y=x²+x-3中，得y=5，則 D（4，5）．
∵直線y=x+m過(guò)點(diǎn)D（4，5）
∴5=×4+m，則 m=2；
∴所求直線的表達(dá)式y(tǒng)=x+2．

（3）由（2）的直線解析式知：F（0，2），OF=2；
設(shè)點(diǎn)M（x，x+2），則：OM²=x²+3x+4、FM²=x²；
（Ⅰ）當(dāng)OF為菱形的對(duì)角線時(shí)，點(diǎn)M在線段OF的中垂線上，則點(diǎn)M的縱坐標(biāo)為1；
∴x+2=1，x=-；即點(diǎn)M的坐標(biāo)（-，1）．
（Ⅱ）當(dāng)OF為菱形的邊時(shí)，有：
①FM=OF=2，則：x²=4，x₁=、x₂=-
代入y=x+2中，得：y₁=、y₂=；
即點(diǎn)M的坐標(biāo)（，）或（-，）；
②OM=OF=2，則：x²+3x+4=4，x₁=0（舍）、x₂=-
代入y=x+2中，得：y=；
即點(diǎn)M的坐標(biāo)（-，）；
綜上，存在符合條件的點(diǎn)M，且坐標(biāo)為（-，1）、（，）、（-，）、（-，）．
分析：（1）已知點(diǎn)P到坐標(biāo)軸的距離以及點(diǎn)P所在的象限，先確定點(diǎn)P的坐標(biāo)；而點(diǎn)A、C關(guān)于拋物線對(duì)稱(chēng)軸對(duì)稱(chēng)，先求出點(diǎn)A的坐標(biāo)，再由點(diǎn)A、P、C以及待定系數(shù)法確定二次函數(shù)的解析式．
（2）過(guò)點(diǎn)D作y軸的垂線，通過(guò)構(gòu)建的相似三角形先求出點(diǎn)D的橫坐標(biāo)，代入拋物線的解析式中能確定點(diǎn)D的坐標(biāo)；再由待定系數(shù)法求直線DF的解析式．
（3）由（2）的結(jié)論可先求出點(diǎn)F的坐標(biāo)，先設(shè)出點(diǎn)M的坐標(biāo)，則OF、OM、FM的表達(dá)式可求，若以O(shè)、F、M、N為頂點(diǎn)的四邊形為菱形，那么可分兩種情況：
①以O(shè)F為對(duì)角線，那么點(diǎn)M必為線段OF的中垂線與直線DF的交點(diǎn)，此時(shí)點(diǎn)M的縱坐標(biāo)為點(diǎn)F縱坐標(biāo)的一半，代入直線DF的解析式后可得點(diǎn)M的坐標(biāo)；
②以O(shè)F為邊，那么由OF=OM或FM=OF列出等式可求出點(diǎn)M的坐標(biāo)．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的知識(shí)點(diǎn)有：利用待定系數(shù)法確定函數(shù)解析式、菱形的判定和性質(zhì)以及相似三角形的判定和性質(zhì)等．最后一題容易漏解，一定要根據(jù)菱形頂點(diǎn)排列順序的不同進(jìn)行分類(lèi)討論．