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例题精讲
【例1】.如图1,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A,B两点,其中点A的坐标为(1,0),与y轴交于点C
(0,﹣3).
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)点D为y轴上一点,如果直线BD与直线BC的夹角为15°,求线段CD的长度;
(3)如图2,连接AC,点P在抛物线上,且满足∠PAB=2∠ACO,求点P的坐标.
解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c交x轴于点A(1,0),与y轴交于点C(0,﹣3),
∴ ,
解得: ,
∴抛物线解析式为:y=x2+2x﹣3;
(2)∵抛物线y=x2+2x﹣3与x轴交于A,B两点,
∴点B(﹣3,0),
∵点B(﹣3,0),点C(0,﹣3),
∴OB=OC=3,∴∠OBC=∠OCB=45°,
如图1,当点D在点C上方时,
∵∠DBC=15°,
∴∠OBD=30°,
∴tan∠DBO= = ,
∴OD= ×3= ,
∴CD=3﹣ ;
若点D在点C下方时,
∵∠DBC=15°,
∴∠OBD=60°,
∴tan∠DBO= = ,
∴OD=3 ,
∴DC=3 ﹣3,
综上所述:线段CD的长度为3﹣ 或3 ﹣3;
(3)如图2,在BO上截取OE=OA,连接CE,过点E作EF⊥AC,∵点A(1,0),点C(0,﹣3),
∴OA=1,OC=3,
∴AC= = = ,
∵OE=OA,∠COE=∠COA=90°,OC=OC,
∴△OCE≌△OCA(SAS),
∴∠ACO=∠ECO,CE=AC= ,
∴∠ECA=2∠ACO,
∵∠PAB=2∠ACO,
∴∠PAB=∠ECA,
∵S△AEC = AE×OC= AC×EF,
∴EF= = ,
∴CF= = = ,
∴tan∠ECA= = ,
如图2,当点P在AB的下方时,设AP与y轴交于点N,
∵∠PAB=∠ECA,
∴tan∠ECA=tan∠PAB= = ,
∴ON= ,∴点N(0,﹣ ),
又∵点A(1,0),
∴直线AP解析式为:y= x﹣ ,
联立方程组得: ,
解得: 或 ,
∴点P坐标为:(﹣ ,﹣ ),
当点P在AB的上方时,同理可求直线AP解析式为:y=﹣ x+ ,
联立方程组得: ,
解得: 或 ,
∴点P坐标为:(﹣ , ),
综上所述:点P的坐标为(﹣ , )或(﹣ ,﹣ ).
变式训练
【变1-1】.如图,在平面直角坐标系中,抛物线 y=ax2+ x+c交x轴于点A、点B,交y轴于点C.直
线y=﹣ x+2经过于点C、点B,
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为第一象限抛物线上一动点,过点D作y轴的平行线交线段BC于点E,交x轴于点Q,当
DE=5EQ时,求点D的坐标;(3)在(2)的条件下,点M为第二象限抛物线上一动点,连接DM,DM交线段OC于点H,点F在
线段 OB 上,连接 HF、DF、DC、DB,当 HF= ,∠CDB=2∠MDF 时,求点 M 的坐标.
解:(1)针对于直线y=﹣ x+2,令x=0,则y=2,
∴C(0,2),
令y=0,则0=﹣ x+2,
∴x=4,
∴B(4,0),
将点B,C坐标代入抛物线y=ax2+ x+c中,得
∴ ,
∴抛物线的解析式为y=﹣ x2+ x+2;
(2)如图1,由(1)知,抛物线的解析式为y=﹣ x2+ x+2,
设点D坐标为(m,﹣ m2+ m+2),
∵DE⊥x轴交BC于E,直线BC的解析式为y=﹣ x+2,
∴D(m,﹣ m+2),∴DE=﹣ m2+ m+2﹣(﹣ m+2)=﹣ m2+ m,DQ=﹣ m+2,
∵DE=5EQ,
∴﹣ m2+ m=5(﹣ m+2),
∴m=3或m=4(点B的横坐标,舍去),
∴D(3,3);
(3)如图2,
由(2)知,D(3,3),
由(1)知,B(4,0),C(0,2),
∴DB= ,DC= ,BC=2 ,
∴DC=DB,DB2+DC2=BC2,
∴△BDC是等腰直角三角形,
∴∠BDC=90°,
∵BDC=2∠FDM=90°,
∴∠FDM=45°,
过点D作DP⊥y轴于P,则DQ=DP,OP=3,
∴CP=1=BQ,
∴△DPC≌△DQB(SAS),
在CP的延长线取一点G,使PG=QF=n,
∴OF=3﹣n,OG=3+n,
∴△DPG≌△DQF(SAS),
∴DG=DF,∠PDG=∠QDF,
∴∠FDG=∠PDG+∠PDF=∠QDF+∠PDG=∠PDQ=90°
∴∠GDM=90°﹣∠FDM=45°=∠GDM,
∵DH=DH,
∴△GDH≌△FDH(SAS),
∴GH=FH= ,
∴OH=OG﹣GH=3+n﹣ =n+ ,在Rt△HOF中,根据勾股定理得,(n+ )2+(3﹣n)2= ,
∴n=1或n= (此时,OH=n+ =2,所以点H与点C重合,舍去),
∴H(0, ),
∵C(3,3),
∴直线CH的解析式为y= x+ ①,
∵抛物线的解析式为y=﹣ x2+ x+2②,
联立①②解得, 或 (由于点M在第二象限,所以舍去),
∴M(﹣ , ).【例2】.如图,直线y= x+c与x轴交于点B(4,0),与y轴交于点C,抛物线y= x2+bx+c经过点
B,C,与x轴的另一个交点为点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是直线BC下方的抛物线上一动点,求四边形ACPB的面积最大时点P的坐标;
(3)若点M是抛物线上一点,请直接写出使∠MBC= ∠ABC的点M的坐标.
解:(1)将点B坐标代入y= x+c并解得:c=﹣3,
故抛物线的表达式为:y= x2+bx﹣3,
将点B坐标代入上式并解得:b=﹣ ,
故抛物线的表达式为:y= x2﹣ x﹣3①;
(2)过点P作PH∥y轴交BC于点H,
设点P(x, x2﹣ x﹣3),则点H(x, x﹣3),S四边形ACPB =S△ABC +S△PCB ,
∵S△ABC 是常数,故四边形面积最大,只需要S△PCB 最大即可,
S△PCB = ×OB×PH= ×4( x﹣3﹣ x2+ x+3)=﹣ x2+6x,
∵﹣ <0,∴S△PCB 有最大值,此时,点P(2,﹣ );
(3)过点B作∠ABC的角平分线交y轴于点G,交抛物线于M′,设∠MBC= ∠ABC=2 ,
过点B在BC之下作角度数为 的角,交抛物线于点M, α
过点G作GK⊥BC交BC于点αK,延长GK交BM于点H,则GB=BH,BC是GH的中垂线,
OB=4,OC=3,则BC=5,
设:OG=GK=m,则CK=CB﹣HB=5﹣4=1,
由勾股定理得:(3﹣m)2=m2+1,解得:m= ,
则OG=GK= ,GH=2OG= ,点G(0,﹣ ),
在Rt△GCK中,GK=OG= ,GC=OC﹣OG=3﹣ = ,
则cos∠CGK= = ,sin∠CGK= ,则点K( ,﹣ ),点K是点GH的中点,则点H( ,﹣ ),
则直线BH的表达式为:y= x﹣ …②,
同理直线BG的表达式为:y= x﹣ …③
联立①②并整理得:27x2﹣135x+100=0,
解得:x= 或4(舍去4),
则点M( ,﹣ );
联立①③并解得:x=﹣ ,
故点M′(﹣ ,﹣ );
故点M( ,﹣ )或(﹣ ,﹣ ).
变式训练
【变2-1】.如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,交y轴于点C,连接
BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是抛物线上一点,设P点的横坐标为m.
①当点P在第一象限时,过点P作PD⊥x轴,交BC于点D,过点D作DE⊥y轴,垂足为E,连接
PE,当△PDE和△BOC相似时,求点P的坐标;②请直接写出使∠PBA= ∠ABC的点P的坐标.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,
∴ ,
解得, ,
∴抛物线的解析式为: ;
(2)令x=0,得 =4,
∴C(0,4),
∴OC=4,
∵B(3,0),
∴OB=3,
设直线BC的解析式为y=kx+n(k≠0),则
,
解得,
∴直线BC的解析式为:y= ,
设P(m, ),则D(m, ),
∴DP= ,DE=m,
∴ ,
∵∠BOC=∠PDE=90°,
∴当△PDE和△BOC相似时,有两种情况:
当△PDE∽△BOC时,则 ,即 = ,解得,m= ,
∴P( , );
当△PDE∽△COB时,则 ,即 = ,
解得,m=2,
∴P(2,4).
综上,当△PDE和△BOC相似时,点P的坐标( , )或(2,4);
②过B作BP平分∠ABC,交抛物线于点P,交OC于点M,过M作MN⊥BC于点N,如图1,
则∠PBA= ∠ABC,OM=MN,
在Rt△BOM和Rt△BNM中,
,
∴Rt△BOM≌Rt△BNM(HL),
∴BN=BO=3,
设OM=t,则MN=MO=t,CM=4﹣t,
CN=BC﹣BN= ﹣3=2,
∵MN2+CN2=MC2,
∴t2+22=(4﹣t)2,
∴t= ,∴M(0, ),
设BM的解析式为:y=mx+ (m≠0),
代入B(3,0)得,m= ,
∴直线BM的解析式为:y=﹣ ,
解方程组 得, , ,
∴P( , ),
取M(0, )关于x轴的对称点,K(0,﹣ ),连接BK,延长BK,交抛物线于点P',如图2所示,
则∠ABP= ∠ABC,
设直线BK的解析式为y=px (p≠0),
代入B(3,0)得,p= ,
∴直线BK的解析式为:y= ,
解方程组 得 , ,∴P'( , ),
综上,使∠PBA= ∠ABC的点P的坐标为( , )或( , ).
【例3】.已知如图,抛物线y=ax2+bx﹣4(a≠0)交x轴于A、B两点(A点在B点的左侧),交y轴于
点 C.已知OA=OC=2OB.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知直线y=2x+m,若直线与抛物线有且只有一个交点E,求△ACE的面积;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点P,使∠PAB=∠EAC,若存在,请直接写出点P的坐标;
若不存在,请说明理由.
解:(1)对于抛物线y=ax2+bx﹣4,
令x=0,则y=﹣4,
∴C(0,﹣4),
∴OC=4,
∵OA=OC=2OB,
∴OA=4,OB=2,
∴A(﹣4,0),B(2,0),
∵点A,B在抛物线y=ax2+bx﹣4上,
∴ ,
∴ ,
∴抛物线的解析式为y= x2+x﹣4;(2)由(1)知,抛物线的解析式为y= x2+x﹣4①,
∵直线y=2x+m②与抛物线有且只有一个交点E,
联立①②得, ,
∴ x2﹣x﹣(4+m)=0,
∴△=1+4× (4+m)=0,
∴m=﹣ ,
∴ x2﹣x﹣ =0,
∴x =x =1,
1 2
∴E(1,﹣ ),
∴直线AE的解析式为y=﹣ x﹣2
如图1,记直线AE与y轴的交点为F,则F(0,﹣2),
∴S△ACE = CF×|x
E
﹣x
A
|= ×2×|1﹣(﹣4)|=5;
(3)由(2)知,E(1,﹣ ),
Ⅰ、当点P在x轴上方时,如图2,
将线段AE以点E为旋转中心顺时针旋转90°得到线段EG,连接AG,则∠EAG=45°,
在Rt△AOC中,OA=OC,
∴∠OAC=45°=∠EAG,
∴∠CAE=∠OAG,
∴点P是AG与抛物线的交点,
过点E作MN∥x,过点A作AM⊥MN于M,过点G作GN⊥MN于G,
∵A(﹣4,0),E(1,﹣ ),∴AM= ,ME=5,
∴∠AME=∠ENG=90°,
∴∠MAE+∠AEM=90°,
由旋转知,AE=EG,∠AEG=90°,
∴∠AEM+∠NEG=90°,
∴∠MAE=∠NEG,
∴△AME≌△ENG(AAS),
∴EN=AM= ,GN=ME=5,
∴N( ,﹣ ),G( , ),
∴直线AG的解析式为y= x+ ③,
∵抛物线的解析式为y= x2+x﹣4④,
联立③④解得, 或 ,
∴P( , ),
Ⅱ、由Ⅰ知,点G的坐标为G( , ),N( ,﹣ ),
∴点G与点N关于x轴对称,
∴点P是直线AN与抛物线的交点,
∵A(﹣4,0),
∴直线AN的解析式为y=﹣ x﹣ ⑤,
联立④⑤,解得, 或 ,∴P( ,﹣ ),即满足条件的点P的坐标为P( , )或( ,﹣ ).
变式训练
【变3-1】.如图,已知:抛物线y=a(x+1)(x﹣3)与x轴相交于A、B两点,与y轴的交于点C(0,
﹣3).
(1)求抛物线的解析式的一般式.
(2)若抛物线上有一点P,满足∠ACO=∠PCB,求P点坐标.
(3)直线l:y=kx﹣k+2与抛物线交于E、F两点,当点B到直线l的距离最大时,求△BEF的面积.
解:(1)把C(0,﹣3)代入y=a(x+1)(x﹣3),
得﹣3a=﹣3,解得a=1,
所以抛物线解析式为y=(x+1)(x﹣3),即y=x2﹣2x﹣3;
(2)当点P在直线BC的下方时,如图1,过点B作BE⊥BC交CP的延长线于点E,过点E作EM⊥x
轴于点M,∵y=(x+1)(x﹣3),
∴y=0时,x=﹣1或x=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
∴ ,
∵OB=OC=3,
∴∠ABC=45°,BC=3 ,
∵∠ACO=∠PCB,
∴tan ,
∴BE= ,
∵∠CBE=90°,
∴∠MBE=45°,
∴BM=ME=1,
∴E(4,﹣1),
设直线CE的解析式为y=kx+b,
∴ ,
解得: ,
∴直线CE的解析式为 ,
∴ ,解得 ,
∴ ,
当点P在直线BC的上方时,过点B作BF⊥BC交CP于点F,如图2,
同理求出BF= ,FN=BN=1,
∴F(2,1),
求出直线CF的解析式为y=2x﹣3,
∴ ,
解得:x =0,x =4,
1 2
∴P(4,5).
综合以上可得点P的坐标为(4,5)或( );
(3)∵直线l:y=kx﹣k+2,
∴y﹣2=k(x﹣1),
∴x﹣1=0,y﹣2=0,
∴直线y=kx﹣k+2恒过定点H(1,2),如图3,连接BH,当BH⊥直线l时,点B到直线l的距离最
大时,求出直线BH的解析式为y=﹣x+3,
∴k=1,
∴直线l的解析式为y=x+1,
∴ ,
解得: , ,
∴E(﹣1,0),F(4,5),
∴ =10.
1.如图,已知直线AB:y=x﹣3与x、y轴分别交于A、B两点;抛物线y=x2﹣2x﹣m与y轴交于C点,
与线段AB交于D、E两点(D在E左侧)
(1)若D、E重合,求m值;
(2)连接CD、CE,若∠BCD=∠BEC,求m值;
(3)连接OD,若OD=CE,求m值.
解:(1)把y=x﹣3代入抛物线y=x2﹣2x﹣m中,得x2﹣3x+3﹣m=0,∵D、E重合,
∴△=9﹣4(3﹣m)=4m﹣3=0,
∴m= ;
(2)∵y=x﹣3与x、y轴分别交于A、B两点;抛物线y=x2﹣2x﹣m与y轴交于C点,
∴B(0,﹣3),C(0,﹣m),
∴BC=3﹣m,
解方程组 得, , ,
∴ , ,
∴BD= ,BE= ,
∵∠BCD=∠BEC,∠CBD=∠EBC,
∴△BCD∽△BEC,
∴ ,即BC2=BD•BE,
∴ ,
解得,m=1或3,
当m=3时,B与C重合,不符合题意,舍去,
∴m=1;
(3)∵OD=CE,
∴OD2=CE2,
∴ + ,
即 ,
解得,m=0,或m=5 ,
当m=0时, 无意义,应舍去,当m=5+ 时,C点在B点下方,不合题意,舍去,
∴m=5﹣ ,
2.如图①,抛物线y=x2﹣(a+1)x+a与x轴交于A、B两点(点A位于点B的左侧),与y轴交于点
C.已知△ABC的面积为6.
(1)求这条抛物线相应的函数表达式;
(2)在抛物线上是否存在一点P,使得∠POB=∠CBO,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请
说明理由;
(3)如图②,M是抛物线上一点,N是射线CA上的一点,且M、N两点均在第二象限内,A、N是位
于直线BM同侧的不同两点.若点M到x轴的距离为d,△MNB的面积为2d,且∠MAN=∠ANB,求点
N的坐标.
解:(1)当y=0时,x2﹣(a+1)x+a=0,
解得x =1,x =a,
1 2
∵点A位于点B的左侧,
∴点A坐标为(a,0),点B坐标为(1,0),
当x=0时,y=a,
∴点C坐标为(0,a),
∴AB=1﹣a,OC=﹣a,
∵△ABC的面积为6,
∴ ,
∴a =﹣3,a =4,
1 2
∵a<0,
∴a=﹣3,
∴y=x2+2x﹣3;(2)设直线BC:y=kx﹣3,则0=k﹣3,
∴k=3;
①当点P在x轴上方时,直线OP的函数表达式为y=3x,
则 ,
∴ , ,
∴点P坐标为 ;
②当点P在x轴下方时,直线OP的函数表达式为y=﹣3x,
则
∴ , ,
∴点P坐标为 ,
综上可得 点P坐标为 或 ;
(3)过点A作AE⊥BM于点E,过点N作NF⊥BM于点F,设AM与BN交于点G,延长MN与x轴交
于点H;
∵AB=4,点M到x轴的距离为d,
∴S△AMB = ×AB×d= ×4×d=2d,
∵S△MNB =2d,
∴S△AMB =S△MNB ,
∴ ,
∴AE=NF,
∵AE⊥BM,NF⊥BM,∴四边形AEFN是矩形,
∴AN∥BM,
∵∠MAN=∠ANB,
∴GN=GA,
∵AN∥BM,
∴∠MAN=∠AMB,∠ANB=∠NBM,
∴∠AMB=∠NBM,
∴GB=GM,
∴GN+GB=GA+GM即BN=MA,
在△AMB和△NBM中
∴△AMB≌△NBM(SAS),
∴∠ABM=∠NMB,
∵OA=OC=3,∠AOC=90°,
∴∠OAC=∠OCA=45°,
又∵AN∥BM,
∴∠ABM=∠OAC=45°,
∴∠NMB=45°,
∴∠ABM+∠NMB=90°,
∴∠BHM=90°,
∴M、N、H三点的横坐标相同,且BH=MH,
∵M是抛物线上一点,
∴可设点M的坐标为(t,t2+2t﹣3),
∴1﹣t=t2+2t﹣3,
∴t =﹣4,t =1(舍去),
1 2
∴点N的横坐标为﹣4,
可设直线AC:y=kx﹣3,则0=﹣3k﹣3,
∴k=﹣1,
∴y=﹣x﹣3,
当x=﹣4时,y=﹣(﹣4)﹣3=1,
∴点N的坐标为(﹣4,1).3.如图1,抛物线C :y=ax2+c的顶点为A,直线l:y=kx+b与抛物线C 交于A,C两点,与x轴交于点
1 1
B(1,0),且OA=2OB,S△OAC =4.
(1)求直线l的解析式;
(2)求抛物线C 与x轴的交点坐标;
1
(3)如图2,将抛物线C 向下平移m(m>0)个单位得到抛物线C,且抛物线C的顶点为P,交x轴
1
负半轴于点M,交射线BC于点N,NQ⊥x轴于点Q,当NP平分∠MNQ时,求m的值.
解:(1)∵B(1,0),
∴OB=1,∵OA=2OB,
∴OA=2,
∴A(0,﹣2),
设直线l的解析式为y=kx+b,
∴ ,
解得 ,
∴直线l的解析式为y=2x﹣2;
(2)∵S△OAC =4,
∴ ,
∴x =4,
C
∴y=8﹣2=6,
∴C(4,6),
将A(0,﹣2),C(4,6)代入y=ax2+c,
∴ ,
解得 ,
∴抛物线C 与的解析式为y= ;
1
令y=0, ,
解得x=±2,
∴抛物线C 与x轴的交点坐标为(2,0),(﹣2,0).
1
(3)设抛物线C表达式为:y= x2﹣2﹣m,设点M(n,0),
则 n2﹣2﹣m=0,抛物线C表达式为:y= x2﹣ n2…③,
联立②③并解得:x=2﹣n或2+n,则点N(2﹣n,2﹣2n),
则NQ=2﹣2n,MQ=2﹣2n,
∴△MNQ为等腰直角三角形,则∠MNQ=45°,又点P(0,﹣ n2),即点M(n,0),
设直线MN与y轴的交点为H,则OH=OM,则点H(0,﹣n),
作NK⊥y轴于点K,在△NKH中,NK=KH,
则NH= (2﹣n),又HP=OH+OP= n2﹣n,
∵PN为角平分线,则∠MNP=∠PNQ=22.5°,
故NH=HP,
则 (2﹣n)= n2﹣n,
解得:n=2或﹣2 (舍去2),
∵ n2﹣2﹣m=0,解得:m=2.
4.如图,直线y= x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,抛物线y=﹣ x2+bx+c经过A、B两点,与x
轴的另一个交点为C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D是直线AB上方抛物线上的一动点,
①求D到AB的距离最大值及此时的D点坐标;
②若∠DAB=∠BAC,求D点的坐标.解:(1)由y= x+2可得:
当x=0时,y=2;当y=0时,x=﹣4,
∴A(﹣4,0),B(0,2),
把A、B的坐标代入y=﹣ x2+bx+c得:
,
解得: ,
∴抛物线的解析式为:y=﹣ x2﹣ x+2;
(2)①如图1,过点D作DN⊥AC于N,交AB于F,作DH⊥AB于H,
∵A(﹣4,0),B(0,2),
∴OA=4,OB=2,
∴AB= = =2 ,
∵∠FAN+∠AFN=90°,∠FDH+∠DFH=90°,∠AFN=∠DFH,
∴∠FAN=∠FDH,
∴cos∠FAN=cos∠FDH,
∴ ,
∴ = ,
∴DH= DF,∴当DF有最大值时,DH有最大值,
设点D ,F ,
∴DF= =﹣ (m+2)2+2,
∴当m=﹣2时,DF有最大值为2,
∴DH的最大值为 ,
∴当点D(﹣2,3)时,D到AB的距离最大值为 ;
②如图2,延长CB,AD交于点E,
∵抛物线y=﹣ x2﹣ x+2与x轴交于点A,点C,
∴点C(1,0),
∴OC=1,
∵ = ,∠AOB=∠BOC,
∴△AOB∽△BOC,
∴∠BAO=∠CBO,
∵∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠ABO+∠CBO=90°,
∴∠ABC=90°,
∵∠DAB=∠BAC,AB=AB,∠ABC=∠ABE=90°,
∴△ABC≌△ABE(ASA),
∴BC=BE,
∵B(0,2),点C(1,0),
∴点E(﹣1,4),∴直线AE的解析式为y= x+ ,
联立方程组: ,
解得: , ,
∴点D(﹣ , ).
5.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣2,0)、B(8,0)两点,与y轴交于点C(0,
4),连接AC、BC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)D为抛物线上第一象限内一点,求△DCB面积的最大值;
(3)点P是抛物线上的一动点,当∠PCB=∠ABC时,求点P的坐标.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A(﹣2,0)、B(8,0)两点,与y轴交于点C
(0,4),
∴ ,
解得: ,∴抛物线的表达式为y=﹣ x2+ x+4;
(2)如图,过点D作DE∥y轴交BC于点E,交x轴于点F,
∵B(8,0),C(0,4),
∴直线BC解析式为y=﹣ x+4,
设D(m,﹣ m2+ m+4),
则E(m,﹣ m+4),
∵D为抛物线上第一象限内一点,
∴DE=DF﹣EF=(﹣ m2+ m+4)﹣(﹣ m+4)=﹣ m2+2m,
∴△DCB面积= 8×DE=4(﹣ m2+2m)=﹣m2+8m=﹣(m﹣4)2+16,
∴当m=4时,△DCB面积最大,最大值为16;
(3)①当点P在BC上方时,如图,
∵∠PCB=∠ABC,
∴PC∥AB,∴点C,P的纵坐标相等,
∴点P的纵坐标为4,
令y=4,则﹣ x2+ x+4=4,
解得:x=0或x=6,
∴P(6,4);
②当点P在BC下方时,如图,
设PC交x轴于点H,
∵∠PCB=∠ABC,
∴HC=HB.
设HB=HC=m,
∴OH=OB﹣HB=8﹣m,
在Rt△COH中,
∵OC2+OH2=CH2,
∴42+(8﹣m)2=m2,
解得:m=5,
∴OH=3,
∴H(3,0).
设直线PC的解析式为y=kx+n,
∴ ,
解得: ,∴y=﹣ x+4,
∴ ,
解得: , ,
∴P( ,﹣ ).
综上所述,点P的坐标为(6,4)或( ,﹣ ).
6.已知:在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx经过点A(5,0)、B(﹣3,4),抛物线的对称
轴与x轴相交于点D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)联结OB、BD.求∠BDO的余切值;
(3)如果点P在线段BO的延长线上,且∠PAO=∠BAO,求点P的坐标.
解:(1)将A(5,0),B(﹣3,4)代入y=ax2+bx,得: ,
解得: ,
∴所求抛物线的表达式为y= x2﹣ x.(2)∵抛物线的表达式为y= x2﹣ x,
∴抛物线的对称轴为直线x= ,
∴点D的坐标为( ,0).
过点B作BC⊥x轴,垂足为点C,如图1所示.
∵点B的坐标为(﹣3,4),点D的坐标为( ,0),
∴BC=4,OC=3,CD=3+ = ,
∴cot∠BDO= = .
(3)设点P的坐标为(m,n),过点P作PQ⊥x轴,垂足为点Q,如图2所示.
则PQ=﹣n,OQ=m,AQ=5﹣m.
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,
∴cot∠BAC= = =2.
∵∠PAO=∠BAO,
∴cot∠PAO= = =2,即m﹣2n=5①.
∵BC⊥x轴,PQ⊥x轴,
∴∠BCO=∠PQA=90°,
∴BC∥PQ,
∴ = ,
∴ = ,即4m=﹣3n②.
由①、②得: ,
解得: ,∴点P的坐标为( ,﹣ ).
7.抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣3,0)和点B(2,0),与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P是该抛物线上的动点,且位于y轴的左侧.
①如图1,过点P作PD⊥x轴于点D,作PE⊥y轴于点E,当PD=2PE时,求PE的长;
②如图2,该抛物线上是否存在点P,使得∠ACP=∠OCB?若存在,请求出所有点P的坐标:若不存
在,请说明理由.解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点A(﹣3,0)和点B(2,0),
∴ ,
解得: ,
∴抛物线解析式为:y=x2+x﹣6;
(2)①设点P(a,a2+a﹣6),
∵点P位于y轴的左侧,
∴a<0,PE=﹣a,
∵PD=2PE,
∴|a2+a﹣6|=﹣2a,
∴a2+a﹣6=﹣2a或a2+a﹣6=2a,
解得:a = ,a = (舍去)或a =﹣2,a =3(舍去)
1 2 3 4
∴PE=2或 ;
②存在点P,使得∠ACP=∠OCB,
理由如下,
∵抛物线y=x2+x﹣6与y轴交于点C,
∴点C(0,﹣6),
∴OC=6,
∵点B(2,0),点A(﹣3,0),
∴OB=2,OA=3,
∴BC= = =2 ,
AC= = =3 ,
如图,过点A作AH⊥CP于H,∵∠AHC=∠BOC=90°,∠ACP=∠BCO,
∴△ACH∽△BCO,
∴ ,
∴ = ,
∴AH= ,HC= ,
设点H(m,n),
∴( )2=(m+3)2+n2,( )2=m2+(n+6)2,
∴ 或 ,
∴点H(﹣ ,﹣ )或(﹣ , ),
当H(﹣ ,﹣ )时,
∵点C(0,﹣6),
∴直线HC的解析式为:y=﹣x﹣6,
∴x2+x﹣6=﹣x﹣6,
解得:x =﹣2,x =0(舍去),
1 2
∴点P的坐标(﹣2,﹣4);当H(﹣ , )时,
∵点C(0,﹣6),
∴直线HC的解析式为:y=﹣7x﹣6,
∴x2+x﹣6=﹣7x﹣6,
解得:x =﹣8,x =0(舍去),
1 2
∴点P的坐标(﹣8,50);
综上所述:点P坐标为(﹣2,﹣4)或(﹣8,50).
8.如图1,抛物线y=ax2+c与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,P为x轴下方抛物线上一点,若OC=
2OA=4.
(1)求抛物线解析式;
(2)如图2,若∠ABP=∠ACO,求点P的坐标;
(3)如图3,点P的横坐标为1,过点P作PE⊥PF,分别交抛物线于点E,F.求点A到直线EF距离
的最大值.
解:(1)∵CO=4,故c=﹣4,则抛物线的表达式为y=ax2﹣4,
∵OC=2OA=4,故点A(﹣2,0),则0=4a﹣4,解得a=1,
故抛物线的表达式为y=x2﹣4;
(2)过点A作x轴的垂线交BP的延长线于点Q,在△BAQ和△COA中,
,
∴△BAQ≌△COA(AAS),
∴AQ=OA=2,
∴Q(﹣2,﹣2),
由点B、Q的坐标得,直线BQ解析式为y= x﹣1,
联立 ,
解得x =2(舍去),x = ,
1 2
∴P( , );
(3)设E(x ,x 2﹣4),F(x ,x 2﹣4),P(1,﹣3),
1 1 2 2
由点P、E的坐标得,y =(x +1)x﹣4﹣x ,
PE 1 1
同理可得y =(x +1)x﹣4﹣x ,
PF 2 2
又∵PE⊥PF,
∴(x +1)(x +1)=﹣1,
1 2
∴x x +x +x +1=﹣1,
1 2 1 2
x x =﹣2﹣(x +x )(这里可以构造三垂模型如图3,利用相似三角形的性质得到).
1 2 1 2
同理可得EF的解析式为:y =(x +x )x﹣4﹣x x ,
EF 1 2 1 2
∴y =(x +x )x﹣4+2+(x +x )=(x +x )(x+1)﹣2,
EF 1 2 1 2 1 2
∴直线EF恒过定点(﹣1,﹣2),设该点为R,
连接点AR,则AR为点A到直线EF距离的最大值,
∴AR= .9.如图,已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)M是抛物线上第一象限上的一点,连接AM,正好将△ABC的面积分成相等的两部分,求M点的
坐标.
(3)抛物线上是否存在点P,使∠PAB=∠ABC,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)把A(﹣1,0),B(3,0)代入得:
,解得 ,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)作BC的中点N,连接AN并延长交抛物线于M,如图:
∵N为BC中点,
∴直线AN将△ABC的面积分成相等的两部分,即M是满足条件的点,
在y=﹣x2+2x+3中,令x=0得y=3,
∴C(0,3),∵B(3,0),N为BC中点,
∴N( , ),
设直线AN解析式为y=mx+n,将A(﹣1,0),N( , )代入得:
,解得 ,
∴直线AN解析式为y= x+ ,
解 得 或 ,
∴M( , ),
答:M点的坐标( , );
(3)存在点P,使∠PAB=∠ABC,理由如下:
过A作AP∥BC交抛物线于P,交y轴于S,作S关于x轴的对称轴点T,作直线AT交抛物线于P',如
图:
∵AP∥BC,
∴∠PAB=∠ABC,P是满足条件的点,
∵S关于x轴的对称轴点为T,
∴∠P'AB=∠PAB=∠ABC,即P'是满足条件的点,由(2)知C(0,3),
设直线BC解析式为y=tx+3,将B(3,0)代入得:
3t+3=0,
∴t=﹣1,
∴直线BC解析式为y=﹣x+3,
由AP∥BC设直线AP解析式为y=﹣x+d,将A(﹣1,0)代入得:
1+d=0,解得d=﹣1,
∴直线AP解析式为y=﹣x﹣1,S(0,﹣1),
解 得 或 ,
∴P(4.﹣5),
∵S(0,﹣1),S关于x轴的对称轴点为T,
∴T(0,1),
设直线AT解析式为y=ex+1,将A(﹣1,0)代入得:
﹣e+1=0,解得e=1,
∴直线AT解析式为y=x+1,
解 得 或 ,
∴P'(2,3),
综上所述,点P的坐标为(4,﹣5)或(2,3).
10.如图(1),抛物线y=ax2+(a﹣5)x+3(a为常数,a≠0)与x轴正半轴分别交于A,B(A在B的右
边).与y轴的正半轴交于点C.连接BC,tan∠BCO= .
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)如图(2),设抛物线的顶点为Q,P是第一象限抛物线上的点,连接PQ,AQ,AC,若∠AQP=
∠ACB,求点P的坐标;
(3)如图(3),D是线段AC上的点,连接BD,满足∠ADB=3∠ACB,求点D的坐标.解:(1)∵抛物线y=ax2+(a﹣5)x+3与y轴的正半轴交于点C,
∴C(0,3),
∴OC=3,
∵tan∠BCO= ,
∴ = ,
∴OB=1,
∴B(1,0),
将B(1,0)代入y=ax2+(a﹣5)x+3,得a+a﹣5+3=0,
解得:a=1,
∴抛物线解析式为:y=x2﹣4x+3;
(2)如图(2)设PQ与x轴交于N.
∵y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴顶点Q (2,﹣1),
∵A (3,0),B (1,0),C (0,3),
∴AB=2,OC=OA=3,
∴∠CAO=45°,AC=3 ,
过Q作QH⊥x轴于H,则QH=AH=1,
∴∠QAH=45°,AQ= ,
∴∠CAO=∠QAH=45°,
∵∠AQP=∠ACB,
∴△CAB∽△QAN,
∴ = ,即 = ,∴AN= ,
∴ON=3﹣ = ,
∴N ( ,0),
又Q(2,﹣1),
∴直线PQ解析式为:y=3x﹣7,
联立方程组 ,
解得: , ;
∴P(5,8);
(3)如图(3)作BM⊥AC于M,当点D在线段CM上时,则∠ADB=3∠ACB,
∴∠CBD=2∠ACB,
作∠CBD的平分线BE交CD于点E,
∴∠CBD=2∠CBE,
∴∠ACB=∠CBE,
∴BE=CE,
∵y=x2﹣4x+3,
∴A(3,0),B(1,0),C(0,3),
∴直线AC的解析式为y=﹣x+3,∠OAC=∠OCA=45°,
设E(a,﹣a+3),则(a﹣1)2+(a﹣3)2=a2+a2,
解得:a= ,
∴E( , ),
设D(m,﹣m+3),
∵∠BCD=∠EBD,∠BDC=∠EDB,
∴△BCD∽△EBD,
∴BD2=CD•ED,∴(m﹣1)2+(m﹣3)2= (m﹣ )• m,
解得:m= ,
∴D( , ).11.如图,抛物线y=(x﹣3)(x﹣2a)交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧), = .
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)如图①,连接BC,点P在抛物线上,且∠BCO= ∠PBA.求点P的坐标;
(3)如图②,M是抛物线上一点,N为射线CB上的一点,且M、N两点均在第一象限内,B、N是位
于直线AM同侧的不同两点,tan∠AMN=2,点M到x轴的距离为2L,△AMN的面积为5L,且∠ANB
=∠MBN,请问MN的长是否为定值?如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
解:(1)把y=0代入抛物线y=(x﹣3)(x﹣2a),
得x=3或x=2a,
∵点A在点B的左侧,
∴A(2a,0),B(3,0),
∵
∴
∴a=﹣1
∴抛物线的函数表达式为:y=x2﹣x﹣6;
(2)如图①,作线段BC的垂直平分线交y轴于点D,此时DC=DB∵DC=DB,
∴∠DCB=∠DBC,
∴∠ODB=∠DCB+∠DBC=2∠BCO,
∵∠BCO= ∠PBA
∴∠PBA=2∠BCO,
∴∠ODB=∠PBA,
∴tan∠ODB=tan∠PBA,
设P(m,m2﹣m﹣6),DC=DB=n,
∵C(0,﹣6),B(3,0),
∴OC=6,OB=3,
∴OD=6﹣n,
在Rt△BOD中,
(6﹣n)2+32=m2,
解得 ,
∴ ,
∵tan∠ODB=tan∠PBA
∴
即 ,解得 ,
∴
∴点P的坐标为 ;
(3)MN的为定值,定值为5
∵A(﹣2,0),B(3,0),点M到x轴的距离为2L
∴ ,
∵S△AMN =5L
∴S△ABM =S△AMN
∵△ABM和△AMN同底AM,
∴点B、N到直线AM的距离相等,
∴AM∥BN,
∴∠MAN=∠ANB,∠AMB=∠MBN,∠ABC=∠MAB
∴∠ANB=∠MBN
∴∠MAN=∠AMB
∵tan∠ABC= = =2,tan∠AMN=2
∴△MAB≌△AMN(ASA),
∴MN=AB=5
∴MN的为定值,定值为5.
12.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3过点A(﹣3,0),B(1,0),与y轴交于点C,顶点为
点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为直线CD上的一个动点,连接BC;
①如图1,是否存在点P,使∠PBC=∠BCO?若存在,求出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,
请说明理由;
②如图2,点P在x轴上方,连接PA交抛物线于点N,∠PAB=∠BCO,点M在第三象限抛物线上,
连接MN,当∠ANM=45°时,请直接写出点M的坐标.解:(1)y=ax2+bx﹣3=a(x+3)(x﹣1),
解得:a=1,
故抛物线的表达式为:y=x2+2x﹣3;
(2)由抛物线的表达式知,点C、D的坐标分别为(0,﹣3)、(﹣1,﹣4),
由点C、D的坐标知,直线CD的表达式为:y=x﹣3①;
tan∠BCO= ,则cos∠BCO= ;
①当点P(P′)在点C的右侧时,
∵∠P'BC=∠BCO,
故P′B∥y轴,则点P′(1,﹣2);
当点P在点C的左侧时,
设直线PB交y轴于点H,过点H作HN⊥BC于点N,
∵∠P'BC=∠BCO,∴△BCH为等腰三角形,则BC=2CH•cos∠BCO=2×CH× = ,
解得:CH= ,则OH=3﹣CH= ,故点H(0,﹣ ),
由点B、H的坐标得,直线BH的表达式为:y= x﹣ ②,
联立①②并解得: ,
故点P的坐标为(﹣5,﹣8);
②∵∠PAB=∠BCO,而tan∠BCO= ,
故设直线AP的表达式为:y= x+s,将点A的坐标代入上式并解得:s=1,
故直线AP的表达式为:y= x+1③,
联立抛物线与③并解得: ,故点N( , );
设△AMN的外接圆为圆R,
当∠ANM=45°时,则∠ARM=90°,设圆心R的坐标为(m,n),
∵∠GRA+∠MRH=90°,∠MRH+∠RMH=90°,
∴∠RMH=∠GAR,
∵AR=MR,∠AGR=∠RHM=90°,∴△AGR≌△RHM(AAS),
∴AG=m+3=RH,RG=﹣n=MH,
∴点M(m+n,n﹣m﹣3),
将点M的坐标代入抛物线表达式得:n﹣m﹣3=(m+n)2+2(m+n)﹣3④,
由题意得:AR=NR,即(m+3)2+n2=(m﹣ )2+( ﹣n)2⑤,
联立④⑤并解得: ,
故点M(﹣ ,﹣ ).
13.如图1,抛物线C:y=ax2+bx经过点A(﹣4,0)、B(﹣1,3)两点,G是其顶点,将抛物线C绕点
O旋转180°,得到新的抛物线C′.
(1)求抛物线C的函数解析式及顶点G的坐标;
(2)如图2,直线l:y=kx﹣ 经过点A,D是抛物线C上的一点,设D点的横坐标为m(m<﹣
2),连接DO并延长,交抛物线C′于点E,交直线l于点M,若DE=2EM,求m的值;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接AG、AB,在直线DE下方的抛物线C上是否存在点P,使得
∠DEP=∠GAB?若存在,求出点P的横坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)将A(﹣4,0)、B(﹣1,3)代入y=ax2+bx中,得
解得∴抛物线C解析式为:y=﹣x2﹣4x,
配方,得:y=﹣x2﹣4x=﹣(x+2)2+4,∴顶点为:G(﹣2,4);
(2)∵抛物线C绕点O旋转180°,得到新的抛物线C′.
∴新抛物线C′的顶点为:G′(2,﹣4),二次项系数为:a′=1
∴新抛物线C′的解析式为:y=(x﹣2)2﹣4=x2﹣4x
将A(﹣4,0)代入y=kx﹣ 中,得0=﹣4k﹣ ,解得k= ,
∴直线l解析式为y= x﹣ ,
设D(m,﹣m2﹣4m),∵D、E关于原点O对称,
∴OD=OE
∵DE=2EM
∴OM=2OD,
过点D作DF⊥x轴于F,过M作MR⊥x轴于R,
∴∠OFD=∠ORM,
∵∠DOF=∠MOR
∴△ODF∽△OMR
∴ = = =2
∴OR=2OF,RM=2DF
∴M(﹣2m,2m2+8m)
∴2m2+8m= •(﹣2m)﹣ ,
解得:m =﹣3,m = ,
1 2
∵m<﹣2
∴m的值为:﹣3;
(3)由(2)知:m=﹣3,
∴D(﹣3,3),E(3,﹣3),OE=3 ,
如图3,连接BG,在△ABG中,∵AB2=(﹣1+4)2+(3﹣0)2=18,BG2=2,AG2=20
∴AB2+BG2=AG2
∴△ABG是直角三角形,∠ABG=90°,∴tan∠GAB= = = ,
∵∠DEP=∠GAB
∴tan∠DEP=tan∠GAB= ,
在x轴下方过点O作OH⊥OE,在OH上截取OH= OE= ,
过点E作ET⊥y轴于T,连接EH交抛物线C于点P,点P即为所求的点;
∵E(3,﹣3),
∴∠EOT=45°
∵∠EOH=90°
∴∠HOT=45°
∴H(﹣1,﹣1),设直线EH解析式为y=px+q,
则 ,解得
∴直线EH解析式为y=﹣ x ,
解方程组 ,
∴x= 或 ,
∴点P的横坐标为: 或 .14.已知抛物线y=ax2+bx+5与x轴交于点A(1,0)和点B(5,0),顶点为M.点C在x轴的负半轴上,
且AC=AB,点D的坐标为(0,3),直线l经过点C、D.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是直线l在第三象限上的点,联结AP,且线段CP是线段CA、CB的比例中项,求tan∠CPA
的值;(3)在(2)的条件下,联结AM、BM,在直线PM上是否存在点E,使得∠AEM=∠AMB?若存在,
求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+5与x轴交于点A(1,0),B(5,0),
∴ ,解得 .
∴抛物线的解析式为y=x2﹣6x+5.
(2)∵A(1,0),B(5,0),
∴OA=1,AB=4.
∵AC=AB且点C在点A的左侧,
∴AC=4.
∴CB=CA+AB=8.
∵线段CP是线段CA、CB的比例中项,
∴ = .
∴CP=4 .
又∵∠PCB是公共角,
∴△CPA∽△CBP.
∴∠CPA=∠CBP.
过P作PH⊥x轴于H.∵OC=OD=3,∠DOC=90°,
∴∠DCO=45°.
∴∠PCH=45°
∴PH=CH= CP=4,
∴H(﹣7,0),BH=12.
∴P(﹣7,﹣4).
∴tan∠CBP= = ,tan∠CPA= .
(3)∵抛物线的顶点是M(3,﹣4),
又∵P(﹣7,﹣4),
∴PM∥x轴.
当点E在M左侧,则∠BAM=∠AME.
过点A作AN⊥PM于点N,则N(1,﹣4).∵∠AEM=∠AMB,
∴△AEM∽△BMA.
∴ = .
∴ = .
∴ME=5,
∴E(﹣2,﹣4).
当点E在M右侧时,记为点E′,
∵∠AE′N=∠AEN,
∴点E′与E 关于直线AN对称,则E′(4,﹣4).
综上所述,E的坐标为(﹣2,﹣4)或(4,﹣4).
15.如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴的负半
轴交于点C,已知抛物线的对称轴为直线x= ,B、C两点的坐标分别为B(2 ,0),C(0,﹣
3).点P为直线BC下方的抛物线上的一个动点(不与B、C两点重合).(1)求此抛物线的解析式;
(2)如图1,连接PB、PC得到△PBC,问是否存在着这样的点P,使得△PBC的面积最大?如果存在,
求出面积的最大值和此时点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
(3)如图2,连接AP交线段BC于点D,点E为线段AD的中点,过点D作DM⊥AB于点M,DN⊥AC
于点N,连接EM、EN,则在点P的运动过程中,∠MEN的大小是否为定值?如果是,求出这个定值;
如果不是,请说明理由.
解:(1)∵对称轴为直线x= ,
∴﹣ = ,
∵B(2 ,0),C(0,﹣3)在抛物线上,
∴ ,
解得 ,
∴y= x2﹣ x﹣3;
(2)存在点P,使得△PBC的面积最大,
设P(m, m2﹣ m﹣3),
连接OP,则S△POC = ×OC×m= m,
S△POB = ×OB×(﹣ m2+ m+3)=﹣ m2+ m+3 ,
∴S四边形OCPB =S△OPC +S△POB =﹣ m2+3m+3 ,
∵S△OBC = ×OC×OB=3 ,
∴S△PBC =S四边形OCPB ﹣S△BOC =﹣ (m﹣ )2+ ,
∴当m= 时,△PBC的面积最大,最大值为 ,此时点P的坐标为( ,﹣3);(3)∠MEN为定值.
当y=0时, x2﹣ x﹣3=0,
解得x=﹣ 或x=2 ,
∴A(﹣ ,0),
在Rt△AOC中,tan∠OAC= = ,
∴∠MAC=60°,
∵DM⊥AB,DN⊥AC,E是AD的中点,
∴ME=NE=AE=DE,
∴点M、A、D、N在以E为圆心的圆上,
由圆周角定理可得∠MEN=2∠MAC=120°,
∴∠MEN为定值.
16.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),交y轴
于点C,点D为抛物线的顶点,对称轴与x轴交于点E.
(1)连接BD,点M是线段BD上一动点(点M不与端点B,D重合),过点M作MN⊥BD,交抛物
线于点N(点N在对称轴的右侧),过点N作NH⊥x轴,垂足为H,交BD于点F,点P是线段OC上
一动点,当MN取得最大值时,求HF+FP+ PC的最小值;
(2)在(1)中,当MN取得最大值,HF+FP+ PC取得最小值时,把点P向上平移 个单位得到点
Q,连接AQ,把△AOQ绕点O顺时针旋转一定的角度 (0°< <360°),得到△A′OQ′,其中边
A′Q′交坐标轴于点G.在旋转过程中,是否存在一点αG,使得α∠Q'=∠Q'OG?若存在,请直接写出
所有满足条件的点Q′的坐标;若不存在,请说明理由.解:(1)如图1
∵抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),交y轴于点C
∴令y=0解得:x =﹣1,x =3,令x=0,解得:y=﹣3,
1 2
∴A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)
∵点D为抛物线的顶点,且 = =1, = =﹣4
∴点D的坐标为D(1,﹣4)
∴直线BD的解析式为:y=2x﹣6,
由题意,可设点N(m,m2﹣2m﹣3),则点F(m,2m﹣6)
∴|NF|=(2m﹣6)﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+4m﹣3
∴当m= =2时,NF 取到最大值,此时MN取到最大值,此时HF=2,此时,N(2,﹣3),F(2,﹣2),H(2,0)
在x轴上找一点K( ,0),连接CK,过点F作CK的垂线交CK于点J点,交y轴于点P,
∴sin∠OCK= ,直线KC的解析式为:y= ,且点F(2,﹣2),
∴PJ= PC,直线FJ的解析式为:y=
∴点J( , )
∴FP+ PC的最小值即为FJ的长,且|FJ|=
∴|HF+FP+ PC| = ;
min
(2)由(1)知,点P(0, ),
∵把点P向上平移 个单位得到点Q
∴点Q(0,﹣2)
∴在Rt△AOQ中,∠AOG=90°,AQ= ,取AQ的中点G,连接OG,则OG=GQ= AQ= ,
此时,∠AQO=∠GOQ
把△AOQ绕点O顺时针旋转一定的角度 (0°< <360°),得到△A′OQ′,其中边A′Q′交坐标轴
于点G α α
①如图2G点落在y轴的负半轴,则G(0,﹣ ),过点Q'作Q'I⊥x轴交x轴于点I,且∠GOQ'=∠Q'
则∠IOQ'=∠OA'Q'=∠OAQ,
∵sin∠OAQ= = =
∴sin∠IOQ'= = = ,解得:|IO′|=
∴在Rt△OIQ'中根据勾股定理可得|OI|=
∴点Q'的坐标为Q'( ,﹣ );
②如图3,当G点落在x轴的正半轴上时,同理可得Q'( , )
③如图4
当G点落在y轴的正半轴上时,同理可得Q'(﹣ , )
④如图5当G点落在x轴的负半轴上时,同理可得Q'(﹣ ,﹣ ).
综上所述,所有满足条件的点Q′的坐标为:( ,﹣ ),( , ),(﹣ ,
),(﹣ ,﹣ ).
17.如图所示,二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象(记为抛物线L)与y轴交于点C,与x轴分别交于
点A、B,点A、B的横坐标分别记为x ,x ,且0<x <x .
1 2 1 2
(1)若a=c,b=﹣3,且过点(1,﹣1),求该二次函数的表达式;
(2)若关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式Δ=4.求证:当b<﹣ 时,二次函数y =ax2+
1
(b+1)x+c的图象与x轴没有交点.
(3)若AB2= ,点P的坐标为(﹣ ,﹣1),过点P作直线l垂直于y轴,且抛物线的L
的顶点在直线l上,连接OP、AP、BP,PA的延长线与抛物线L交于点D,若∠OPB=∠DAB,求x 的
0
最小值.解:(1)由题意得:y=ax2﹣3x+a,
∵函数过点(1,﹣1),
∴a﹣3+a=﹣1,
∴a=c=1,
∴y=x2﹣3x+1;
(2)由题意,一元二次方程ax2+bx+c=0的判别式Δ=4.
∴Δ=b2﹣4ac=4,
∴4ac=b2﹣4,
在函数 中, ,
∵ ,
∴2b+5<0,
即函数图象与x轴没有交点;
(3)因为函数顶点在直线l上,则有 ,
即b2﹣4ac=4a①,
∵ ,∴ ,
即 ,
∴ ,
由①得: ②,
∵∠OAP=∠DAB,∠OPB=∠DAB,
∴∠OAP=∠OPB,
∵∠OAP=∠OBP+∠APB,∠OPB=∠OPA+∠APB,
∴∠OBP=∠OPA,
则△OAP∽△OPB.
∴ ,
∴OA•OB=OP2,
∴ .
∴ ,
∴ .
由②得: ,
∴ ,
∴当c=1时, .