Question

如圖所示，已知拋物線y=x²-1與x軸交于A、B兩點(diǎn)，與y軸交于點(diǎn)C．
（1）求A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)；
（2）過點(diǎn)A作AP∥CB交拋物線于點(diǎn)P，求四邊形ACBP的面積；
（3）在x軸上方的拋物線上是否存在一點(diǎn)M，過M作MG⊥x軸于點(diǎn)G，使以A、M、G三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與△PCA相似？若存在，請(qǐng)求出M點(diǎn)的坐標(biāo)；否則，請(qǐng)說明理由．

Answer 1

分析：（1）拋物線與x軸的交點(diǎn)，即當(dāng)y=0，C點(diǎn)坐標(biāo)即當(dāng)x=0，分別令y以及x為0求出A，B，C坐標(biāo)的值；
（2）四邊形ACBP的面積=△ABC+△ABP，由A，B，C三點(diǎn)的坐標(biāo)，可知△ABC是直角三角形，且AC=BC，則可求出△ABC的面積，根據(jù)已知可求出P點(diǎn)坐標(biāo)，可知AP的長(zhǎng)度，以及點(diǎn)B到直線的距離，從而求出△ABP的面積，則就求出四邊形ACBP的面積；
（3）假設(shè)存在這樣的點(diǎn)M，兩個(gè)三角形相似，根據(jù)題意以及上兩題可知，∠PAC∠和∠MGA是直角，只需證明

AG

CA

=

MG

CA

或

AG

CA

=

MG

PA

即可．設(shè)M點(diǎn)坐標(biāo)，根據(jù)題中所給條件可求出線段AG，CA，MG，CA的長(zhǎng)度，然后列等式，分情況討論，求解．

解答：解：（1）令y=0，
得x²-1=0
解得x=±1，
令x=0，得y=-1
∴A（-1，0），B（1，0），C（0，-1）；（2分）

（2）∵OA=OB=OC=1，
∴∠BAC=∠ACO=∠BCO=45°．
∵AP∥CB，
∴∠PAB=45°．
過點(diǎn)P作PE⊥x軸于E，則△APE為等腰直角三角形，
令OE=a，則PE=a+1，
∴P（a，a+1）．
∵點(diǎn)P在拋物線y=x²-1上，
∴a+1=a²-1．
解得a₁=2，a₂=-1（不合題意，舍去）．
∴PE=3（4分）．
∴四邊形ACBP的面積S=

1

2

AB•OC+

1

2

AB•PE
=

1

2

×2×1+

1

2

×2×3=4；（6分）

（3）假設(shè)存在
∵∠PAB=∠BAC=45°，
∴PA⊥AC
∵M(jìn)G⊥x軸于點(diǎn)G，
∴∠MGA=∠PAC=90°
在Rt△AOC中，OA=OC=1，
∴AC=

2

在Rt△PAE中，AE=PE=3，
∴AP=3

2

（7分）
設(shè)M點(diǎn)的橫坐標(biāo)為m，則M（m，m²-1）
①點(diǎn)M在y軸左側(cè)時(shí)，則m＜-1．

（�。┊�(dāng)△AMG∽△PCA時(shí)，有

AG

PA

=

MG

CA

．
∵AG=-m-1，MG=m²-1．
即

-m-1

3 2

=

m2-1

2

解得m₁=-1（舍去）m₂=

2

3

（舍去）．
（ⅱ）當(dāng)△MAG∽△PCA時(shí)有

AG

CA

=

MG

PA

，
即

-m-1

2

=

m2-1

3 2

．
解得：m=-1（舍去）m₂=-2．
∴M（-2，3）（10分）．
②點(diǎn)M在y軸右側(cè)時(shí)，則m＞1

（�。┊�(dāng)△AMG∽△PCA時(shí)有

AG

PA

=

MG

CA

∵AG=m+1，MG=m²-1
∴

m+1

3 2

=

m2-1

2

解得m₁=-1（舍去）m₂=

4

3

．
∴M（

4

3

，

7

9

）．
（ⅱ）當(dāng)△MAG∽△PCA時(shí)有

AG

CA

=

MG

PA

，
即

m+1

2

=

m2-1

3 2

．
解得：m₁=-1（舍去）m₂=4，
∴M（4，15）．
∴存在點(diǎn)M，使以A、M、G三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形與△PCA相似
M點(diǎn)的坐標(biāo)為（-2，3），（

4

3

，

7

9

），（4，15）．（13分）

點(diǎn)評(píng)：考查拋物線與數(shù)軸交點(diǎn)求解問題，以及拋物線與三角形，四邊形之間關(guān)系轉(zhuǎn)換問題，相似三角形問題，要特別注意在第三問時(shí)要分情況討論．