如图,抛物线 $y=-\dfrac 12 x^2+\dfrac 32 x+2$ 与 $x$ 轴交于 $A,B$ 两点,与 $y$ 轴交于点 $C$,点 $D$ 与点 $C$ 关于 $x$ 轴对称,点 $P$ 是 $x$ 轴上的一个动点.设点 $P$ 的坐标为 $\left(m, 0\right)$,过点 $P$ 作 $x$ 轴的垂线 $l$ 交抛物线于点 $Q$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    平行四边形的存在性
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    直角三角形的存在性
  1. 当点 $P$ 在线段 $OB$ 上运动时,直线 $l$ 交 $BD$ 于点 $M$,试探究 $m$ 为何值时,四边形 $CQMD$ 是平行四边形;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      平行四边形的存在性
    答案
    $m=2$ 时,四边形 $CQMD$ 为平行四边形
    解析
    因为 $y=-\dfrac 12 x^2+\dfrac 32 x+2=-\dfrac 12(x-4)(x+1)$,
    所以点 $A\left(-1,0\right)$,$B\left(4,0\right)$,点 $C\left(0,2\right)$.
    因为点 $D$ 与点 $C$ 关于 $x$ 轴对称,所以点 $D\left(0,-2\right)$.
    从而可得直线 $BD$ 解析式为 $y=\dfrac 12 x-2$.
    若四边形 $CQMD$ 为平行四边形,而 $CD\parallel MQ$,
    所以 $QM=CD=4$.
    由点 $P\left(m,0\right)$,可得点 $M\left(m,m-2\right)$,点 $Q\left(-\dfrac 12 m^2+\dfrac 32 m+2\right)$,
    所以 $QM=\left(-\dfrac 1 2 m^2+\dfrac 3 2 m+2\right)-\left(\dfrac 1 2 m-2\right)=-\dfrac 1 2 m^2+m+4=4$,
    解得 $m_1=0$(舍去),$m_2=2$.
  2. 在点 $P$ 的运动过程中,是否存在点 $Q$,使 $\triangle BDQ$ 是以 $BD$ 为直角边的直角三角形?若存在,求出点 $Q$ 的坐标;若不存在,请说明理由.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      直角三角形的存在性
    答案
    点 $Q$ 的坐标为 $\left(3,2\right)$,$ \left(-1,0\right) $,$\left(8,-18\right)$
    解析
    设点 $Q$ 的坐标为 $\left(m,-\dfrac 1 2 m^2+\dfrac 3 2 m+2\right)$,
    则 $BQ^2=\left(m-4\right)^2+\left(-\dfrac 1 2 m^2+\dfrac 3 2 m+2\right)^2$,
    $BQ^2=m^2+\left[\left(-\dfrac 1 2 m^2+\dfrac 3 2 m+2\right)+2\right]^2$,$BD^2=20$.
    ① 当以点 $B$ 为直角顶点时,则有 $DQ^2=BQ^2+BD^2$.
    即 $m^2+\left[\left(-\dfrac 1 2 m^2+\dfrac 3 2 m+2\right)+2\right]^2=\left(m-4\right)^2+\left(-\dfrac 1 2 m^2+\dfrac 3 2 m+2\right)^2+20$,
    解得 $m_1=3$,$m_2=4$(舍去).
    所以点 $Q$ 的坐标为 $\left(3,2\right)$.
    ② 当以 $D$ 点为直角顶点时,则有 $DQ^2=DQ^2+BD^2$.
    即 $\left(m-4\right)^2+\left(-\dfrac 1 2 m^2+\dfrac 3 2 m+2\right)^2=m^2+\left[\left(-\dfrac 1 2 m^2+\dfrac 3 2 m+2\right)+2\right]^2+20$,
    解得 $m_1=-1$,$m_2=8$.
    所以点 $Q$ 的坐标为 $\left(-1,0\right)$,$\left(8,-18\right)$.
    综上所述,点 $Q$ 的坐标为 $\left(3,2\right)$,$ \left(-1,0\right) $,$\left(8,-18\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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