Question

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

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D、E作AB的垂線，設(shè)垂足為H、K；通過證△DAH≌△EBK，來得到DH=KE；則所求的兩個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，即可求得拋物線的解析式，進而可求出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，過C作CD⊥x軸于D，交直線AD于H；過E作EF⊥x軸于F，交直線AD于P；根據(jù)拋物線的對稱軸方程及直線AD的解析式，易求得H點的坐標，即可得到CH的長；設(shè)出E點橫坐標，根據(jù)直線AD和拋物線的解析式，可表示出P、E的縱坐標，即可得到PE的長；根據(jù)（1）題得到的結(jié)論，當PE=CH時，所求的兩個三角形面積相等，由此可列出關(guān)于E點橫坐標的方程，從而求出E點的坐標．（需注意的是E點可能在直線AD的上方或下方，這兩種情況下PE的表達式會有所不同，要分類討論）
解答：證明：（1）①分別過點M，N作ME⊥AB，NF⊥AB，垂足分別為點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：分別過點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）
因為拋物線的頂點坐標是C（1，4），
所以，可設(shè)拋物線的表達式為y=a（x-1）²+4；
又因為拋物線經(jīng)過點A（3，0），
所以將其坐標代入上式，得0=a（3-1）²+4，解得a=-1；
∴該拋物線的表達式為y=-（x-1）²+4，
即y=-x²+2x+3；（5分）
∴D點坐標為（0，3）；
設(shè)直線AD的表達式為y=kx+3，
代入點A的坐標，得0=3k+3，解得k=-1；
∴直線AD的表達式為y=-x+3；
過C點作CG⊥x軸，垂足為G，交AD于點H；則H點的縱坐標為-1+3=2；
∴CH=CG-HG=4-2=2；（6分）
設(shè)點E的橫坐標為m，則點E的縱坐標為-m²+2m+3；
過E點作EF⊥x軸，垂足為F，交AD于點P，則點P的縱坐標為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m=2時，PF=3-2=1，EF=1+2=3；
∴E點坐標為（2，3）；
同理當m=1時，E點坐標為（1，4），與C點重合；（8分）
②若E點在直線AD的下方，
則PE=（3-m）-（-m²+2m+3）=m²-3m；（9分）
∴m²-3m=2，
解得，；（10分）
當時，E點的縱坐標為；
當時，E點的縱坐標為；
∴在拋物線上存在除點C以外的點E，使得△ADE與△ACD的面積相等，E點的坐標為E₁（2，3）；E₂（，-）；E₃（，）．（12分）

點評：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)圖象交點坐標的求法等知識；同時還考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想，能力要求高，難度較大．