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在平面直角坐标系xOy中

在平面直角坐标系xOy中,关于y轴对称的抛物线y=-

x2+(m-2)x+4m-7与x轴交于A、B

两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,P是这条抛物线上的一点(点P不在坐标轴上),且点P关于直线BC的对称点在x轴上,D(0,3)是y轴上的一点.

(1)求抛物线的解析式及点P的坐标;

(2)若E、F是 y 轴负半轴上的两个动点(点E在点F的上面),且EF=2,当四边形PBEF的周长最小时,求点E、F的坐标;

(3)若Q是线段AC上一点,且S△COQ=2S△AOQ,M是直线DQ上的一个动点,在x轴上方的平面内存在一点N,使得以 O、D、M、N为顶点的四边形是菱形,请你直接写出点N的坐标

分析:(1)本题需先根据已知条件求出抛物线的解析式,再根据A、B两点求出∠OBC的度数和∠OBD的度数,再证出直线BD与x轴关于直线BC对称,再设直线BD的解析式为y=kx+b,再把各点代入,最后求出结果即可. m−1

3 (2)本题可先过点P作PG⊥x轴于G,在PG上截取PH=2,证出四边形PHEF为平行四边形得出HE=PF,再根据已有的条件证出Rt△AOE∽Rt△AGH,最后即可求出点E、F的坐标.

(3)本题根据已有的条件,再结合图形,可以直接写出点N的坐标.

解答:

(1)∵抛物线y=−m−1 3 x2+(m-2)x+4m-7关于y轴对称,

∴m-2=0.

∴m=2.

∴抛物线的解析式是y=-1 3 x2+1

令y=0,得x=± 3

∴A(- 3 ,0),B( 3 ,0)

在Rt△BOC中,OC=1,OB= 3 ,可得∠OBC=30°.

在Rt△BOD中,OD=3,OB= 3 ,可得∠OBD=60°.

∴BC是∠OBD的角平分线.

∴直线BD与x轴关于直线BC对称.

因为点P关于直线BC的对称点在x轴上,

则符合条件的点P就是直线BD与抛物线y=-1 3 x2+1的交点.

设直线BD的解析式为y=kx+b.

∴ 3 k+b=0 b=3 ,

∴ k=− 3 b=3 ,

∴直线BD的解析式为y=− 3 x+3 ∵点P在直线BD上,设P点坐标为(x,− 3 x+3)

又因为点P在抛物线y=-1 3 x2+1上,

∴− 3 x+3=-1 3 x2+1

∴x1= 3 ,x2=2 3 .

∴y1=0,y2=-3

∴点P的坐标是(2 3 ,−3).

(2)过点P作PG⊥x轴于G,在PG上截取PH=2,连接AH与y轴交于点E,在y轴的负半轴上截取EF=2.

∵PH∥EF,PH=EF,

∴四边形PHEF为平行四边形,有HE=PF.

又∵PB、EF的长为定值,

∴此时得到的点E、F使四边形PBEF的周长最小.

∵OE∥GH,

∴Rt△AOE∽Rt△AGH.

∴OE GH =AO AG . ∴OE= 3 3 3 =1 3 .

∴OF=OE+EF=1 3 +2=7 3 .

∴点E的坐标为(0,-1 3 ),点F的坐标为(0,-7 3 ).

(3)点N的坐标是N1(3 8 3 ,3 2 )或N2(3 19 57 ,12 19

19 )或N3(−24 19 3 ,18 19 ).

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