Question

（2007•武漢）如圖①，在平面直角坐標(biāo)系中，Rt△AOB≌Rt△CDA，且A（-1，0）、B（0，2），拋物線(xiàn)y=ax²+ax-2經(jīng)過(guò)點(diǎn)C．
（1）求拋物線(xiàn)的解析式；
（2）在拋物線(xiàn)（對(duì)稱(chēng)軸的右側(cè)）上是否存在兩點(diǎn)P、Q，使四邊形ABPQ是正方形？若存在，求點(diǎn)P、Q的坐標(biāo)，若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由；
（3）如圖②，E為BC延長(zhǎng)線(xiàn)上一動(dòng)點(diǎn)，過(guò)A、B、E三點(diǎn)作⊙O′，連接AE，在⊙O′上另有一點(diǎn)F，且AF=AE，AF交BC于點(diǎn)G，連接BF．下列結(jié)論：①BE+BF的值不變；②，其中有且只有一個(gè)成立，請(qǐng)你判斷哪一個(gè)結(jié)論成立，并證明成立的結(jié)論．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知了Rt△AOB≌Rt△CDA，因此OB=AD=2，OA=CD=1，據(jù)此可求出C點(diǎn)坐標(biāo)，然后將C點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線(xiàn)中即可求出二次函數(shù)的解析式．
（2）可以AB為邊在拋物線(xiàn)的右側(cè)作正方形AQPB，過(guò)P作PE⊥y軸，過(guò)Q作QG垂直x軸于G，不難得出三角形ABO和三角形BPE和三角形QAG都全等，據(jù)此可求出P，Q的坐標(biāo)，然后將兩點(diǎn)坐標(biāo)代入拋物線(xiàn)的解析式中即可判斷出P、Q是否在拋物線(xiàn)上．
（另一種解法，如果存在這樣的正方形AQPB，那么Q點(diǎn)必為直線(xiàn)CA與拋物線(xiàn)的交點(diǎn)，據(jù)此可求出Q點(diǎn)坐標(biāo)，同理可先求出直線(xiàn)BP的解析式進(jìn)而求出P點(diǎn)坐標(biāo)，然后根據(jù)所得的P、Q的坐標(biāo)判定矩形的四邊是否相等即可．）
（3）本題中應(yīng)該是②成立．本題要通過(guò)構(gòu)建相似三角形求解．可連接EF，過(guò)F作FM∥GB角AB的延長(zhǎng)線(xiàn)于M，那么根據(jù)BG∥MF可得出BG：AG=MF：AF，因此只需證明FM=BF即可．由于∠MBF是圓的內(nèi)接四邊形，因此∠FBM=∠AEF，而根據(jù)BG∥FM，可得出∠M=∠ABE，題中告訴了AE=AF，即弧AE=弧AF，根據(jù)圓周角定理可得∠AEF=∠ABE，由此可得出∠M=∠FBM，即BF=FM，由此可得證．
3）結(jié)論②成立，證明如下：連EF，過(guò)F作FM∥BG交AB的延長(zhǎng)線(xiàn)于M，則△AMF∽△ABG，
∴
由（1）知△ABC是等腰直角三角形，
∴∠1=∠2=45°
∵AF=AE
∴∠AEF=∠1=45°，
∴∠EAF=90°，
∴EF是⊙O的直徑．
∴∠EBF=90°，
∵FM∥BG，
∴∠MFB=∠EBF=90°，∠M=∠2=45°，
∴BF=MF，
解答：解：（1）由Rt△AOB≌Rt△CDA，得OD=2+1=3，CD=1
∴C點(diǎn)坐標(biāo)為（-3，1），
∴拋物線(xiàn)經(jīng)過(guò)點(diǎn)C，
∴1=a（-3）²+a（-3）-2，
∴a=
∴拋物線(xiàn)的解析式為y=x²+x-2

（2）在拋物線(xiàn)（對(duì)稱(chēng)軸的右側(cè)）上存在點(diǎn)P、Q，使四邊形ABPQ是正方形．
以AB為邊在A(yíng)B的右側(cè)作正方形ABPQ，過(guò)P作PE⊥OB于E，QG⊥x軸于G，可證△PBE≌△AQG≌△BAO，
∴PE=AG=BO=2，BE=QG=AO=1，
∴P點(diǎn)坐標(biāo)為（2，1），Q點(diǎn)坐標(biāo)為（1，-1）．
由（1）拋物線(xiàn)y=x²+x-2
當(dāng)x=2時(shí)，y=1；當(dāng)x=1時(shí)，y=-1．
∴P、Q在拋物線(xiàn)上．
故在拋物線(xiàn)（對(duì)稱(chēng)軸的右側(cè)）上存在點(diǎn)P（2，1）、Q（1，-1），使四邊形ABPQ是正方形．

（2）另解：在拋物線(xiàn)（對(duì)稱(chēng)軸右側(cè)）上存在點(diǎn)P、Q，使四邊形ABPQ是正方形．
延長(zhǎng)CA交拋物線(xiàn)于Q，過(guò)B作BP∥CA交拋物線(xiàn)于P，連PQ，設(shè)直線(xiàn)CA、BP的解析式分別為y=k₁x+b₁；y=k₂x+b₂，
∵A（-1，0），C（-3，1），
∴CA的解析式為y=-x-，
同理得BP的解析式y(tǒng)=-x+2，
解方程組，
得Q點(diǎn)坐標(biāo)為（1，-1），
同理得P點(diǎn)坐標(biāo)為（2，1）
由勾股定理得AQ=BP=AB=，而∠BAQ=90°，四邊形ABPQ是正方形，
故在拋物線(xiàn)（對(duì)稱(chēng)軸右側(cè)）上存在點(diǎn)P（2，1）、Q（1，-1），使四邊形ABPQ是正方形．
（3）結(jié)論②成立，
證明如下：連EF，過(guò)F作FM∥BG交AB的延長(zhǎng)線(xiàn)于M，則△AMF∽△ABG，
∴
由（1）知△ABC是等腰直角三角形，
∴∠1=∠2=45°
∵AF=AE
∴∠AEF=∠1=45°，
∴∠EAF=90°，
∴EF是⊙O的直徑．
∴∠EBF=90°，
∵FM∥BG，
∴∠MFB=∠EBF=90°，∠M=∠2=45°，
∴BF=MF，
∴．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了二次函數(shù)解析式的確定、正方形的判定、相似三角形的判定和性質(zhì)等知識(shí)點(diǎn)．綜合性強(qiáng)，涉及的知識(shí)點(diǎn)多，難度較大．