Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，拋物線y=ax²+bx-2 與x軸交于點(diǎn)A（-1，0）、B（4，0）．點(diǎn)M、N在x軸上，點(diǎn)N在點(diǎn)M右側(cè)，MN=2．以MN為直角邊向上作等腰直角三角形CMN，∠CMN=90°．設(shè)點(diǎn)M的橫坐標(biāo)為m．
（1）求這條拋物線所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式．
（2）求點(diǎn)C在這條拋物線上時(shí)m的值．
（3）將線段CN繞點(diǎn)N逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后，得到對應(yīng)線段DN．
①當(dāng)點(diǎn)D在這條拋物線的對稱軸上時(shí)，求點(diǎn)D的坐標(biāo)．
②以DN為直角邊作等腰直角三角形DNE，當(dāng)點(diǎn)E在這條拋物線的對稱軸上時(shí)，直接寫出所有符合條件的m值．
（參考公式：拋物線y=ax²+bx+c（a≠0）的頂點(diǎn)坐標(biāo)為（，））

Answer 1

【答案】分析：（1）將A（-1，0）、B（4，0）兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入y=ax²+bx-2，運(yùn)用待定系數(shù)法即可求出拋物線的解析式；
（2）先根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)求出點(diǎn)C的坐標(biāo)為（m，2），再將C的坐標(biāo)代入y=x²-x-2，即可求出m的值；
（3）①先由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得出點(diǎn)D的坐標(biāo)為（m，-2），再根據(jù)二次函數(shù)的性質(zhì)求出拋物線y=x²-x-2的對稱軸為直線x=，然后根據(jù)點(diǎn)D在直線x=上，即可求出點(diǎn)D的坐標(biāo)；
②以DN為直角邊作等腰直角三角形DNE時(shí)，分別以D、N為直角頂點(diǎn)，在DN的兩側(cè)分別作出等腰直角三角形DNE，E點(diǎn)的位置分四種情況討論．針對每一種情況，都可以先根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)求出點(diǎn)E的坐標(biāo)，然后根據(jù)點(diǎn)E在直線x=上，列出關(guān)于m的方程，解方程即可求出m的值．
解答：解：（1）∵拋物線經(jīng)過點(diǎn)A（-1，0）、B（4，0），
∴
解得
∴拋物線所對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為y=x²-x-2；

（2）∵△CMN是等腰直角三角形CMN，∠CMN=90°，
∴CM=MN=2，
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)為（m，2），
∵點(diǎn)C（m，2）在拋物線上，
∴m²-m-2=2，
解得m₁=，m₂=．
∴點(diǎn)C在這條拋物線上時(shí)，m的值為或；

（3）①∵將線段CN繞點(diǎn)N逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后，得到對應(yīng)線段DN，
∴∠CND=90°，DN=CN=CM=MN，
∴CD=CN=2CM=2MN，
∴DM=CM=MN，∠DMN=90°，
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為（m，-2）．
又∵拋物線y=x²-x-2的對稱軸為直線x=，點(diǎn)D在這條拋物線的對稱軸上，
∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為（，-2）；

②如圖，以DN為直角邊作等腰直角三角形DNE，E點(diǎn)的位置有四種情況：
如果E點(diǎn)在E₁的位置時(shí)，
∵點(diǎn)D的坐標(biāo)為（m，-2），MN=ME₁=2，點(diǎn)N的坐標(biāo)為（m+2，0），
∴點(diǎn)E₁的（m-2，0），
∵點(diǎn)E₁在拋物線y=x²-x-2的對稱軸x=上，
∴m-2=，解得m=；
如果E點(diǎn)在E₂的位置時(shí)，
∵點(diǎn)D的坐標(biāo)為（m，-2），點(diǎn)N的坐標(biāo)為（m+2，0），
∴點(diǎn)E₂的（m+2，-4），
∵點(diǎn)E₂在拋物線y=x²-x-2的對稱軸x=上，
∴m+2=，解得m=-；
如果E點(diǎn)在E₃的位置時(shí)，
∵點(diǎn)D的坐標(biāo)為（m，-2），
∴點(diǎn)E₃的（m，2），
∵點(diǎn)E₃在拋物線y=x²-x-2的對稱軸x=上，
∴m=；
如果E點(diǎn)在E₄的位置時(shí)，
∵點(diǎn)D的坐標(biāo)為（m，-2），點(diǎn)N的坐標(biāo)為（m+2，0），
∴點(diǎn)E₄的（m+4，-2），
∵點(diǎn)E₄在拋物線y=x²-x-2的對稱軸x=上，
∴m+4=，解得m=-；
綜上可知，當(dāng)點(diǎn)E在這條拋物線的對稱軸上時(shí)，所有符合條件的m的值為m=-或m=-或m=或m=．
點(diǎn)評：本題是二次函數(shù)的綜合題型，其中涉及到運(yùn)用待定系數(shù)法求拋物線的解析式，二次函數(shù)的性質(zhì)，等腰直角三角形的性質(zhì)，旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)等知識，綜合性較強(qiáng)，難度適中．其中（3）②要注意分析題意分情況討論E點(diǎn)可能的位置，這是解題的關(guān)鍵．