与x轴相交于A,B两点,顶点为D(0,4),AB=4,设点F(m,0)是x轴
的正半轴上一点,将抛物线C绕点F旋转180°,得到新的抛物线C′. (1)求抛物线C的函数表达式;
(2)若抛物线C′与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,求m的取值范围.
(3)如图2,P是第一象限内抛物线C上一点,它到两坐标轴的距离相等,点P在抛物线C′上的对应点P′,设M是C上的动点,N是C′上的动点,试探究四边形PMP′N能否成为正方形?若能,求出m的值;若不能,请说明理由.
【考点】HF:二次函数综合题.
菁优网版权所有【分析】(1)由题意抛物线的顶点D(0,4),A(﹣2式为y=ax2+4,把A(2
,0),设抛物线的解析
,0)代入可得a=﹣,由此即可解决问题;
(2)由题意抛物线C′的顶点坐标为(2m,﹣4),设抛物线C′的解析式为y=(x
﹣2m)2﹣4,由,消去y得到x2﹣2mx+2m2﹣8=0,由题意,抛
物线C′与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,则有
,解不等式组即可解决问题;
(3)情形1,四边形PMP′N能成为正方形.作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,四边形PMP′N是正方形,推出PF=FM,∠PFM=90°,易证△PFE≌△FMH,可得PE=FH=2,EF=HM=2﹣m,可得M(m+2,m﹣2),理由待定系数法即可解决问题;情形2,如图,四边形
PMP′N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),利用待定系数法即可解决问题. 【解答】解:(1)由题意抛物线的顶点D(0,4),A(﹣2解析式为y=ax2+4, 把A(﹣2
,0)代入可得a=﹣,
,0),设抛物线的
∴抛物线C的函数表达式为y=﹣x2+4.
(2)由题意抛物线C′的顶点坐标为(2m,﹣4),设抛物线C′的解析式为y=(x﹣2m)2﹣4,
,消去y得到x2﹣2mx+2m2﹣8=0,
由
由题意,抛物线C′与抛物线C在y轴的右侧有两个不同的公共点,
则有,解得2<m<2,
∴满足条件的m的取值范围为2<m<2
.
(3)结论:四边形PMP′N能成为正方形.
理由:1情形1,如图,作PE⊥x轴于E,MH⊥x轴于H.
由题意易知P(2,2),当△PFM是等腰直角三角形时,四边形PMP′N是正方形,
∴PF=FM,∠PFM=90°,
易证△PFE≌△FMH,可得PE=FH=2,EF=HM=2﹣m, ∴M(m+2,m﹣2), ∵点M在y=﹣x2+4上,
∴m﹣2=﹣(m+2)2+4,解得m=∴m=
﹣3或﹣
﹣3(舍弃),
﹣3时,四边形PMP′N是正方形.
情形2,如图,四边形PMP′N是正方形,同法可得M(m﹣2,2﹣m),
把M(m﹣2,2﹣m)代入y=﹣x2+4中,2﹣m=﹣(m﹣2)2+4,解得m=6或0(舍弃),
∴m=6时,四边形PMP′N是正方形. 综上,四边形PMP′N能成为正方形,m=
﹣3或6.
【点评】本题考查二次函数综合题、中心对称变换、正方形的性质、全等三角形的判定和性质、一元二次方程的根与系数的关系等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
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