Question

如圖所示，已知二次函數(shù)y=ax²+bx-1（a≠0）的圖象過點(diǎn)A（2，0）和B（4，3），l為過點(diǎn)（0，-2）且與x軸平行的直線，P（m，n）是該二次函數(shù)圖象上的任意一點(diǎn)，過P作PH⊥l，H為垂足．
（1）求二次函數(shù)y=ax²+bx-1（a≠0）的解析式；
（2）請(qǐng)直接寫出使y＜0的對(duì)應(yīng)的x的取值范圍；
（3）對(duì)應(yīng)當(dāng)m=0，m=2和m=4時(shí)，分別計(jì)算|PO|²和|PH|²的值．由此觀察其規(guī)律，并猜想一個(gè)結(jié)論，證明對(duì)于任意實(shí)數(shù)m，此結(jié)論成立；
（4）試問是否存在實(shí)數(shù)m可使△POH為正三角形？若存在，求出m的值；若不存在，請(qǐng)說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)二次函數(shù)y=ax²+bx-1（a≠0）的圖象過點(diǎn)A（2，0）和B（4，3），待定系數(shù)法求出a和b的值，拋物線的解析式即可求出；
（2）令y=ax²+bx-1=0，解出x的值，進(jìn)而求出使y＜0的對(duì)應(yīng)的x的取值范圍；
（3）分別求出當(dāng)m=0，m=2和m=4時(shí)，分別計(jì)算|PO|²和|PH|²的值．然后觀察其規(guī)律，再進(jìn)行證明；
（4）由（3）知OP=PH，只要OH=OP成立，△POH為正三角形，求出|OP|、|OH|含有m和n的表達(dá)式，令兩式相等，求出m和n的值．
解答：解：（1）∵二次函數(shù)y=ax²+bx-1（a≠0）的圖象過點(diǎn)A（2，0）和B（4，3），
∴，
解得a=，b=0，
∴二次函數(shù)的解析式為y=x²-1；

（2）令y=x²-1=0，
解得x=-2或x=2，
由圖象可知當(dāng)-2＜x＜2時(shí)y＜0；

（3）當(dāng)m=0時(shí)，|PO|²=1，|PH|²=1；
當(dāng)m=2時(shí)，P點(diǎn)的坐標(biāo)為（2，0），|PO|²=4，|PH|²=4，
當(dāng)m=4時(shí)，P點(diǎn)的坐標(biāo)為（4，3），|PO|²=25，|PH|²=25，
由此發(fā)現(xiàn)|PO|²=|PH|²，
設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為（m，n），即n=m²-1
|OP|=，
|PH|²=n²+4n+4=n²+m²，
故對(duì)于任意實(shí)數(shù)m，|PO|²=|PH|²；

（4）由（3）知OP=PH，只要OH=OP成立，△POH為正三角形，
設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為（m，n），|OP|=，
|OH|=，
|OP|=|OH|，即n²=4，解得n=±2，
當(dāng)n=-2時(shí)，n=m²-1不符合條件，
故n=2，m=±2時(shí)可使△POH為正三角形．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查二次函數(shù)的綜合題，解答本題的關(guān)鍵是熟練掌握二次函數(shù)的圖形特征和性質(zhì)，特別是（3）問的解答很關(guān)鍵，是解答（4）問的墊腳石，此題難度一般．