已知抛物线 .
(1) 如图 ① ,若抛物线图象与 轴交于点
,与
轴交点
.连接
.
① 求该抛物线所表示的二次函数表达式;
② 若点 是抛物线上一动点(与点
不重合),过点
作
轴于点
,与线段
交于点
.是否存在点
使得点
是线段
的三等分点?若存在,请求出点
的坐标;若不存在,请说明理由.
(2) 如图 ② ,直线 与
轴交于点
,同时与抛物线
交于点
,以线段
为边作菱形
,使点
落在
轴的正半轴上,若该抛物线与线段
没有交点,求
的取值范围.
(1)① , ② 存在,点 P 坐标为 (2 , -3) 或(
, -
),理由见解析
(2) b < 或 b >
【分析】( 1 ) ① 直接用待定系数法求解; ② 先求出直线 AB 的解析式,设点 M ( m , m -3) 点 P ( m , m 2 -2 m -3 )若点 是线段
的三等分点,则
或
,代入求解即可;
( 2 )先用待定系数法求出 n 的值,再利用勾股定理求出 CD 的长为 5 ,因为四边形 CDFE 是菱形,由此得出点 E 的坐标.再根据该抛物线与线段 没有交点,分两种情况( CE 在抛物线内和 CE 在抛物线右侧)进行讨论,求出 b 的取值范围.
【详解】( 1 ) ① 解:把 ,
代入
,得
,
解得: ,
∴
② 解:存在,理由如下,
设直线 AB 的解析式为 y = kx + b ,把 ,
代入,得
,
解得 ,
∴ 直线 AB 的解析式为 y = x -3 ,
设点 M ( m , m -3) 、点 P ( m , m 2 -2 m -3 )
若点 是线段
的三等分点,
则 或
,
即 或
,
解得: m =2 或 m = 或 m =3 ,
经检验, m =3 是原方程的增根,故舍去,
∴ m =2 或 m =
∴ 点 P 坐标为 (2 , -3) 或( , -
)
( 2 )解:把点 D ( -3 , 0 )代入直线 ,解得 n =4 ,
∴ 直线 ,
当 x =0 时, y =4 ,即点 C ( 0 , 4 )
∴ CD = =5 ,
∵ 四边形 CDFE 是菱形,
∴ CE = EF = DF = CD =5 ,
∴ 点 E ( 5 , 4 )
∵ 点 在抛物线
上,
∴ ( -3 ) 2 -3 b + c =0 ,
∴ c =3 b -9 ,
∴ ,
∵ 该抛物线与线段 没有交点,
分情况讨论
当 CE 在抛物线内时
5 2 +5 b +3 b -9<4
解得: b <
当 CE 在抛物线右侧时,
3 b -9>4
解得: b >
综上所述, b < 或 b >
【点睛】此题考查了二次函数和一次函数以及图形的综合,解题的关键是数形结合和分情况讨论.
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