2018年九下质检系列——福建石狮倒一题
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(2018·福建石狮九下质检倒一)如图,在正方形ABCD中,点A的坐标为(3,-1),点D的坐标为(-1,-1),且AB∥y轴,AD∥x轴. 点P是抛物线y=x2+2x上一点,过点P作PE⊥x轴,垂足为点E,PF⊥y轴,垂足为点F.
(1)直接写出点B的坐标;
(2)若点P在第二象限,当四边形PEOF是正方形时,求正方形PEOF的边长;
(3)以点E为顶点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点F,当点P在正方形ABCD内部(不包含边)时,求a的取值范围.
【图文解析】
(1)常规基础题,答案:B(3,3).
(2)画出符合条件的草图,如下图示:
因点P是抛物线y=x2+2x上一点,因此可设点P(m,m2+2m),点P在第二象限时,PE=m2+2m,PF=-m,因此当四边形PEOF为正方形时,PE=PF,得到m2+2m=-m,解得m=-3或m=0(不合题意,舍去),因此所求的正方形的边为PF=3.
也可认为P点此时就是直线y=-x与抛物线y=x2+2x的交点坐标,联立两解析式即可求出点P的坐标,相应地就可以求出正方形PEOF的边长.如下图示:
(3)因点P是抛物线y=x2+2x上一点,因此可设点P(m,m2+2m),则有E(m,0),F(0,m2+2m).
由“以点E为顶点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点F”可得抛物线为y=a(x-m)2且经过F(0,m2+2m),因此有m2+2m =a(0-m)2,且m≠0(若m=0,则有a=0不合题意),化简,可得到:a=1+2/m.
另一方面,由于“点P在正方形ABCD内部(不包含边)”.而当m2+2m=-1时,m=-1;当m2+2m=3,解得m=1或-3,结合图象知:m的取值范围为-1<m<1且m≠0.如下图所示:
再观察一下动态图:
得a=1+2/m(-1<m<1且m≠0).
根据反比例函数的性质,可分两种情况说明2/m在“-1<m<1且m≠0”范围内的取值:
当-1<m<0时,2/m<-2,所以a<-1;当0<m<1时,2/m>2,所以a>3.
综上所述,a<-1或a>3.
【思考】第3问若改为“以点F为顶点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点E,当点P在正方形ABCD内部(不包含边)时,求a的取值范围.”
(解法类似:a<-3或a>1)
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