函數(shù)y=-x+4的圖象分別交x軸,y軸于點N、M,過線段MN上的點A向x軸作垂線與x軸交于A1(a,0),繞著O點順時針旋轉(zhuǎn)射線OA,交MN于另一點B,過B點也向x軸作垂線與x軸交于B1(b,0),且b>a.
(1)△OA1A與△OB1B的面積分別用S1、S2表示,當a+b滿足什么條件時,S2>S1.
(2)當a=2,b=3時,若一拋物線經(jīng)過N、A、O三點,且對稱軸與OB交于點D,點P為線段DB上一點,過P點作y軸的平行線,交拋物線于點G.問:是否存在這樣的點P,使得四邊形ADPG為等腰梯形?若存在,請求出此時點P的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】
分析:(1)把點A
1、B
1的橫坐標代入直線求出點A、B的坐標,然后根據(jù)三角形的面積表示出S
1、S
2,再根據(jù)S
2>S
1列出關(guān)于a、b的不等式,整理后求解即可;
(2)根據(jù)直線解析式求出點N的坐標,然后利用待定系數(shù)法求出二次函數(shù)的解析式,然后判斷出點A是二次函數(shù)的頂點,再根據(jù)AD、PG平行于y軸可得AD、PG是底邊,AG、DP是等腰梯形的腰,再根據(jù)b的值求出點B的坐標,然后求出直線OB的解析式,根據(jù)拋物線的解析式與OB的解析式求出AD的長,設(shè)點P的橫坐標為m,表示出PG的長度,過點P作PE⊥AD于E,表示出PE,PE∥x軸,根據(jù)兩直線平行,內(nèi)錯角相等求出∠EPD=∠BOB
1,判斷出△DPE和△BOB
1相似,根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例列式求出DE,再根據(jù)等腰梯形的性質(zhì),PG=AD-2DE,然后列出方程求出m的值,即可得到點P的坐標.
解答:解:(1)把A
1(a,0),B
1(b,0)的橫坐標代入直線y=-x+4得,
y=-a+4,y=-b+4,
所以,A(a,-a+4),B(b,-b+4),
所以,S
1=
a•(-a+4)=-
a
2+2a,
S
2=
b•(-b+4)=-
b
2+2b,
∵S
2>S
1,
∴-
b
2+2b>-
a
2+2a,
整理得,a
2-b
2+4b-4a>0,
即(a-b)(a+b-4)>0,
∵a<b,
∴a-b<0,
∴a+b-4<0,
∴a+b<4,
即當a+b<4時,S
2>S
1;
(2)當a=2時,y=-2+4=2,
∴點A的坐標為(2,2),
y=0時,-x+4=0,
解得x=4,
∴點N(4,0),
設(shè)經(jīng)過N(4,0)、A(2,2)、O(0,0)的拋物線為y=ax
2+bx,
則
,
解得
,
所以,拋物線解析式為y=-
x
2+2x=-
(x-2)
2+2,
所以,點A(2,2)是拋物線的頂點,
所以,直線AA
1就是拋物線的對稱軸,AD、PG是底邊,AG、DP是等腰梯形的腰,
b=3時,y=-3+4=1,
∴點B的坐標為(3,1),
易求直線OB的解析式為y=
x,
x=2時,y=
,
∴點D的坐標為(2,
),
∴AD=2-
=
,
設(shè)點P的橫坐標為m,則點P的坐標為(m,
m),點G的坐標為(m,-
m
2+2m),
∴PG=-
m
2+2m-
m=-
m
2+
m,
過點P作PE⊥AD于E,則PE=m-2,PE∥x軸,
∴∠EPD=∠BOB
1,
∴△DPE∽△BOB
1,
∴
=
,
即
=
,
解得DE=
,
∵四邊形ADPG為等腰梯形,
∴PG=AD-2DE,
即-
m
2+
m=
-2×
,
整理得,3m
2-14m+16=0,
解得m
1=
,m
2=2(P、D重合,不符合題意,舍去),
m=
×
=
,
所以,點P的坐標為(
,
),
故,存在點P(
,
),使得四邊形ADPG為等腰梯形.
點評:本題是二次函數(shù)綜合題型,主要考查了一次函數(shù)圖象上點的坐標特征,待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式,三角形的面積,等腰梯形的性質(zhì),(2)難度較大,根據(jù)二次函數(shù)解析式與直線解析式表示出AD、PG的長,再根據(jù)等腰梯形的性質(zhì)列出方程是解題的關(guān)鍵,也是本題的難點,作出圖形更形象直觀.