Question

（2010•威海）（1）探究新知：
①如圖1，已知AD∥BC，AD=BC，點(diǎn)M，N是直線CD上任意兩點(diǎn)．
求證：△ABM與△ABN的面積相等．
②如圖2，已知AD∥BE，AD=BE，AB∥CD∥EF，點(diǎn)M是直線CD上任一點(diǎn)，點(diǎn)G是直線EF上任一點(diǎn)，試判斷△ABM與△ABG的面積是否相等，并說(shuō)明理由．
（2）結(jié)論應(yīng)用：
如圖3，拋物線y=ax²+bx+c的頂點(diǎn)為C（1，4），交x軸于點(diǎn)A（3，0），交y軸于點(diǎn)D，試探究在拋物線y=ax²+bx+c上是否存在除點(diǎn)C以外的點(diǎn)E，使得△ADE與△ACD的面積相等？若存在，請(qǐng)求出此時(shí)點(diǎn)E的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）①由于CD∥AB，所以△ABM和△ABN中，AB邊上的高相等，則兩個(gè)三角形是同底等高的三角形，所以它們的面積相等；
②分別過(guò)D、E作AB的垂線，設(shè)垂足為H、K；通過(guò)證△DAH≌△EBK，來(lái)得到DH=KE；則所求的兩個(gè)三角形是同底等高的三角形，由此得證；
（2）根據(jù)A、C的坐標(biāo)，即可求得拋物線的解析式，進(jìn)而可求出A、D的解析式；用待定系數(shù)法可確定直線AD的解析式；假設(shè)存在符合條件的E點(diǎn)，過(guò)C作CD⊥x軸于D，交直線AD于H；過(guò)E作EF⊥x軸于F，交直線AD于P；根據(jù)拋物線的對(duì)稱軸方程及直線AD的解析式，易求得H點(diǎn)的坐標(biāo)，即可得到CH的長(zhǎng)；設(shè)出E點(diǎn)橫坐標(biāo)，根據(jù)直線AD和拋物線的解析式，可表示出P、E的縱坐標(biāo)，即可得到PE的長(zhǎng)；根據(jù)（1）題得到的結(jié)論，當(dāng)PE=CH時(shí)，所求的兩個(gè)三角形面積相等，由此可列出關(guān)于E點(diǎn)橫坐標(biāo)的方程，從而求出E點(diǎn)的坐標(biāo)．（需注意的是E點(diǎn)可能在直線AD的上方或下方，這兩種情況下PE的表達(dá)式會(huì)有所不同，要分類討論）
解答：證明：（1）①分別過(guò)點(diǎn)M，N作ME⊥AB，NF⊥AB，垂足分別為點(diǎn)E，F(xiàn)
∵AD∥BC，AD=BC，
∴四邊形ABCD為平行四邊形；
∴AB∥CD；
∴ME=NF；
∵S_△ABM=，S_△ABN=，
∴S_△ABM=S_△ABN（1分）
②解：相等；理由如下：分別過(guò)點(diǎn)D，E作DH⊥AB，EK⊥AB，垂足分別為H，K；
則∠DHA=∠EKB=90°；
∵AD∥BE，
∴∠DAH=∠EBK；
∵AD=BE，
∴△DAH≌△EBK；
∴DH=EK；（2分）
∵CD∥AB∥EF，
∴S_△ABM=，S_△ABG=，
∴S_△ABM=S_△ABG；（3分）
解：（2）存在．（4分）
因?yàn)閽佄锞�的頂點(diǎn)坐標(biāo)是C（1，4），
所以，可設(shè)拋物線的表達(dá)式為y=a（x-1）²+4；
又因?yàn)閽佄锞�經(jīng)過(guò)點(diǎn)A（3，0），
所以將其坐標(biāo)代入上式，得0=a（3-1）²+4，解得a=-1；
∴該拋物線的表達(dá)式為y=-（x-1）²+4，
即y=-x²+2x+3；（5分）
∴D點(diǎn)坐標(biāo)為（0，3）；
設(shè)直線AD的表達(dá)式為y=kx+3，
代入點(diǎn)A的坐標(biāo)，得0=3k+3，解得k=-1；
∴直線AD的表達(dá)式為y=-x+3；
過(guò)C點(diǎn)作CG⊥x軸，垂足為G，交AD于點(diǎn)H；則H點(diǎn)的縱坐標(biāo)為-1+3=2；
∴CH=CG-HG=4-2=2；（6分）
設(shè)點(diǎn)E的橫坐標(biāo)為m，則點(diǎn)E的縱坐標(biāo)為-m²+2m+3；
過(guò)E點(diǎn)作EF⊥x軸，垂足為F，交AD于點(diǎn)P，則點(diǎn)P的縱坐標(biāo)為3-m，EF∥CG；
由﹙1﹚可知：若EP=CH，則△ADE與△ADC的面積相等；
①若E點(diǎn)在直線AD的上方，
則PF=3-m，EF=-m²+2m+3，
∴EP=EF-PF=-m²+2m+3-（3-m）=-m²+3m；

∴-m²+3m=2，
解得m₁=2，m₂=1；（7分）
當(dāng)m=2時(shí)，PF=3-2=1，EF=1+2=3；
∴E點(diǎn)坐標(biāo)為（2，3）；
同理當(dāng)m=1時(shí)，E點(diǎn)坐標(biāo)為（1，4），與C點(diǎn)重合；（8分）
②若E點(diǎn)在直線AD的下方，
則PE=（3-m）-（-m²+2m+3）=m²-3m；（9分）
∴m²-3m=2，
解得，；（10分）
當(dāng)時(shí)，E點(diǎn)的縱坐標(biāo)為；
當(dāng)時(shí)，E點(diǎn)的縱坐標(biāo)為；
∴在拋物線上存在除點(diǎn)C以外的點(diǎn)E，使得△ADE與△ACD的面積相等，E點(diǎn)的坐標(biāo)為E₁（2，3）；E₂（，-）；E₃（，）．（12分）

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了平行線的性質(zhì)、三角形面積的求法、全等三角形的判定和性質(zhì)、二次函數(shù)解析式的確定、函數(shù)圖象交點(diǎn)坐標(biāo)的求法等知識(shí)；同時(shí)還考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想，能力要求高，難度較大．