如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为M,对称...
问题详情:
如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为M,对称轴交x轴于E,点D在第一象限,且在抛物线的对称轴上,DE=OC,DM=.
(1)求抛物线的对称轴方程;
(2)若DA=DC,求抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,点P是抛物线对称轴上的一个动点,若在直线BM上只存在一个点Q,使∠PQC=45°,求点P的坐标.
【回答】
(1)x=5;(2)y=x2﹣x+4;(3)点P的坐标为(5,9)或(5,).
【分析】
(1)D点坐标( ,c),M点坐标(, ), ,化简求出b值;代入计算, 即是对称轴的方程.
(2)利用韦达定理求出AE,AE=AB,AB===;在R t 中, DE=c,AD=DC=5,由勾股定理得:AD2=DE2+AE2,即可求解.
(3)作的外接圆,圆心点K 到点C、Q距离相等,构造一个含坐标参数的方程,线段KQ只有一个解,利用根的判别式,计算出P点坐标.
【详解】
(1)∵OC=c,DE=OC=c,点D在抛物线对称轴上,
∴点D纵坐标为c,
∵点M是抛物线顶点,
∴点M的纵坐标为,
则DM=c﹣(c﹣b2)=, ;
解得b=(舍去),或b=﹣,
抛物线的对称轴为直线x=﹣==5;
(2)由(1)可知抛物线的表达式为y=x2﹣x+c,
令y=x2﹣x+c=0,设A、B两点横坐标为xA、xB,则xA+xB=10,xAxB=4c,
则AB===,
在Rt中,AE=AB,DE=c,AD=DC=5,
由勾股定理得:AD2=DE2+AE2, ,
25=c2+25﹣4c,化简得: ,解得c=4,
故抛物线的表达式为y=x2﹣x+4;
(3)如图,连接PQ、PC、QC,作的外接圆K,连接KP、KC,
过点K作y轴的垂线,交y轴于点F,交抛物线的对称轴于点N,
设点K的坐标为(m,n),点P(5,t),
∵∠PQC=45°,故∠PKC=90°,且PK=CK=QK,
∵∠FKC+∠NKP=90°,∠NKP+∠NPK=90°,
∴∠FKC=∠NPK,
∴Rt≌Rt(AAS),
∴CF=NK,PN=MK,
∴4﹣n=5﹣m,t﹣n=m,
∴n=m﹣1,t=2m﹣1,
故点K的坐标为(m,m﹣1),点P的坐标为(5,2m﹣1).
由抛物线的表达式知,顶点M的坐标为(5,﹣),点B的坐标为(8,0),
由点B、M的坐标得,直线MB的表达式为y=x﹣6,
设点Q的坐标为(r,r﹣6),
由KC2=KQ2得,m2+(m﹣1﹣4)2=(m﹣r)2+(m﹣1﹣r+6)2,
整理得:r2﹣(m+)r+20m=0,关于r的一元二次方程,
∵直线BM上只存在一个点Q,r的解只有一个,
∴△=(m+)2﹣4××20m=0,
解得m=5或,
点P坐标(5,t),t=2m﹣1,当m=5时,t=9;
当m=时,t=;
故点P的坐标为(5,9)或(5,).
【点睛】
本题考查勾股定理,一元二次方程根的判别式,二次函数图像*质,圆与直线关系;涵盖知识点多,理解题中“直线BM上只存在一个点Q”隐含的条件,即的外接圆与直线BM相切,这是解决第三个问题的关键.
知识点:解一元二次方程
题型:解答题
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