如图,已知抛物线与 $x$ 轴交于 $A\left(-1,0\right),B\left(4,0\right)$,与 $y$ 轴交于 $C\left(0,-2\right)$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    相似三角形的存在性
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与角
  1. $H$ 是 $C$ 关于 $x$ 轴的对称点,$P$ 是抛物线上的一点,当 $\triangle PBH$ 与 $\triangle AOC$ 相似时,求符合条件的 $P$ 点的坐标(求出两点即可);
    标注
    • 题型
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      代几综合
      >
      相似三角形的存在性
    答案
    点 $P$ 坐标为 $(-1,0)$ 或 $(3,-2)$
    解析
    由题意可设抛物线的解析式为 $y=a\left(x+1\right)\left(x-4\right)$,
    把点 $C\left(0,-2\right)$ 的坐标代入解析式,可得 $a=\dfrac{1}{2}$,
    所以抛物线的解析式为 $y=\dfrac{1}{ 2}x^{2}-\dfrac{3}{ 2}x-2$.
    因为 $\triangle AOC$ 是直角三角形,若 $\triangle PBH$ 与 $\triangle AOC$ 相似,则 $\triangle PBH$ 也是直角三角形.
    由题意可得点 $H$ 的坐标为 $\left(0,2\right)$,
    所以 $AH=\sqrt 5$,$BH=2\sqrt 5$,
    从而 $AH^2+BH^2=AB^2$,
    所以 $\angle AHB=90^\circ$.
    而 $\dfrac{AH}{BH}=\dfrac{AO}{CO}$,
    所以 $\triangle AHB\backsim \triangle AOH$,
    所以点 $A$ 即为满足条件的点 $P$;连接 $DH$,同理可证 $\triangle DBH\backsim \triangle AOC$,
    所以点 $D$ 也为满足条件的点 $P$.
    故符合条件的点 $P$ 坐标为 $(-1,0)$ 或 $(3,-2)$.
  2. 过点 $C$ 作 $CD\parallel AB$,$CD$ 交抛物线于点 $D$,点 $M$ 是线段 $CD$ 上的一动点,作直线 $MN$ 与线段 $AC$ 交于点 $N$,与 $x$ 轴交于点 $E$,且 $\angle BME=\angle BDC$,当 $CN$ 的值最大时,求点 $E$ 的坐标.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
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      函数与角
    答案
    点 $E$ 的坐标为 $\left(-\dfrac{17}{ 6},0\right)$
    解析
    由抛物线的轴对称性可得 $\angle MCN=\angle BDM=\angle BMN$,$BD=AC=\sqrt 5$,
    从而易证 $\triangle MCN\backsim \triangle BDM$,
    所以 $\dfrac{MC}{NC}=\dfrac{BD}{MD}$.
    令 $MC=m \left(0\leqslant m\leqslant 3\right)$,则 $MD=CD=MC=3-m$,
    所以 $\dfrac{m}{NC}=\dfrac{\sqrt 5}{3-m}$,
    所以 $NC=-\dfrac{\sqrt 5}5\left(m-\dfrac 32\right)^2+\dfrac{9\sqrt 5}{20}$,
    故当 $m=\dfrac 32$ 时,$NC$ 取最大值 $\dfrac{9\sqrt 5}{20}$.
    因为 $CM\parallel AE$,
    所以 $\dfrac{CM}{AE}=\dfrac{CN}{AN}$,
    即 $\dfrac{\dfrac 32}{AE}=\dfrac{\dfrac{9\sqrt 5}{20}}{\sqrt 5-\dfrac{9\sqrt 5}{20}}$,
    解得 $AE=\dfrac {11}6$.
    所以点 $E$ 的坐标为 $\left(-\dfrac{17}{ 6},0\right)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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