资源描述
1、如图,正方形ABCD中,AB=l,BC为⊙O的直径,设AD边上有一动点P(不运动至A、D),BP交⊙O于点F,CF的延长线交AB于点E,连结PE.
(1)设BP=x,CF=y,求y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(2)当CF=2EF时,求BP的长;
(3)是否存在点P,使ΔAEP∽ΔBEC(其对应关系只能是A—B,E-E,P-C)?如果存在,试求出AP的长;如果不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵BC为⊙O的直径,∴∠BFC=90°。
∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=1,∠ABC=∠A=90°。∴AB是⊙O的切线,
∴∠ABP=∠FCB。∴△ABP∽△FCB。∴。
∵BP=x,CF=y,∴,即。
又∵AD<AP<BD, ∴。
∴y与x之间的函数关系式为: ()。
(2)∵∠ABC=90°,BF⊥EC,∴BC2=CF•EC.
∵CF=2EF,∴CF•CF=1。∴CF=。
∴BP=。
(3)存在.
∵∠A=∠ABC=90°,∠ABP=∠BCE,AB=BC,∴△ABP≌△BCE。∴AP=BE。
若△AEP∽△BEC,需。
设AP=a,则BE=AP=a,AE=1-a,
∴,即,解得:a=或a=(舍去)。
∴AP=。
【考点】动点问题,正方形的性质,切线的判定和性质,圆周角定理,全等、相似三角形的判定和性质,射影定理,
【分析】(1)由BC为⊙O的直径与四边形ACD是正方形,即可求得AB=BC=1,∠ABC=∠A=90°,则可证得△ABP∽△FCB,根据相似三角形的对应边成比例,即可求得y与x之间的函数关系式。
(2)由射影定理,可得BC2=CF•EC,又由CF=2EF,即可求得CF的长,由(1)求得BP的长。
(3)由△ABP≌△BCE可得:AP=BE,由△AEP∽△BEC,即可得比例式 ,设AP=a,则BE=AP=a,AE=1-a,解方程即可求得AP的长。
2、如图甲,正方形ABCD的边长为2,点M是BC的中点,P是线段MC上
的一个动点(不运动至M,C),以AB为直径作⊙O,过点P的切线交AD于点F,切点为E。
(1)求四边形CDFP的周长;
(2)请连结OF,OP,求证:OF⊥OP;
(3)延长DC,FP相交于点G,连结OE并延长交直线DC于H(如图乙)。是否存在点P使△EFO∽△EHG(其对应关系是EE,FH,OG)?如果存在,试求此时的BP的长;如果不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)∵四边形ABCD是正方形 ,∴∠A=∠B=900。∴AF、BP都是⊙O的切线。
又∵PF是⊙O的切线, ∴EF=FA,PE=PB 。
∴四边形CDFP的周长为AD+DC+CB=2×3=6。
(2)证明:连结OE,
∵PF是⊙O的切线,∴OE⊥PF。
在Rt△AOF和Rt△EOF中,∵AO=EO,OF=OF,
∴Rt△AOF∽Rt△EOF。∴∠AOF=∠EOF。
同理∠BOP=∠EOP。
∴∠EOF+∠EOP=×180°=90°。
∴∠EOP=90°,即OF⊥OP 。
(3)存在。
∵∠EOF=∠AOF,∴∠EHG=∠AOE=2∠EOF。
∴当∠EHG=∠AOE=2∠EOF,即∠EOF=30°时,Rt△EOF∽Rt△EHG。
此时∠EOF=30°,∠BOP=∠EOP=90°-30°=60°。
∴BP=OB·tan60°=。
【考点】正方形的性质,切线的判定和性质,相似三角形的判定和性质,三角形内角和定理,锐角三角函数定义。
【分析】(1)根据切线的性质,将所求四边形CDFP的边转化为已知正方形ABCD的边,即可求得。
(2)连结OE,根据切线的性质和相似三角形的判定和性质,求出∠EOF+∠EOP=×180°=90°,即可根据三角形内角和定理得到∠EOP=90°,即OF⊥OP 。
(3)要△EFO∽△EHG,必须∠EHG=∠EFO=2∠EOF=60°,在直角△OBP中,由正切定理可求出BP的长。
3、如图,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,点A的坐标是(﹣4,0),点B的坐标是(0,)(>0).P是直线AB上的一个动点,作PC⊥轴,垂足为C.记点P关于y轴的对称点为P´(点P´不在y轴上),连接PP´,P´A,P´C.设点P的横坐标为.
(1)当=3时,
①求直线AB的解析式;
②若点P′的坐标是(﹣1,),求的值;
(2)若点P在第一象限,记直线AB与P´C的交点为D.当P´D:DC=1:3时,求的值;
(3)是否同时存在,,使△P´CA为等腰直角三角形?若存在,请求出所有满足要求的,的值;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)①∵点B在直线AB上,∴设直线AB的解析式为,
把=﹣4,y=0代入得:﹣4+3=0,∴,
∴直线的解析式是:。
②由已知得点P的坐标是(1,),且点P在直线AB上,得。
(2)∵PP′∥AC,∴△PP′D∽△ACD。
∴,即,∴。
(3)分三种情况讨论:
①当点P在第一象限时,
1)若∠AP′C=90°,P′A=P′C(如图1),
过点P′作P′H⊥轴于点H。
∴PP′=CH=AH=P′H=AC,即。∴。
∵P′H=PC=AC,△ACP∽△AOB。
∴,即。∴。
2)若∠P′AC=90°(如图2),P′A=CA,则PP′=AC,即。∴。
∵P′A=PC=AC,△ACP∽△AOB∴,即。∴。
3)若∠P′CA=90°,则点P′,P都在第一象限内,这与条件矛盾。
∴△P′CA不可能是以C为直角顶点的等腰直角三角形。
②当点P在第二象限时,∠P′CA为钝角(如图3),此时△P′CA不可能是等腰直角三角形。
③当P在第三象限时,∠P′CA为钝角(如图4),此时△P′CA不可能是等腰直角三角形。
综上所述,所有满足条件的,的值为和。
【考点】直线上的点的坐标与方程的关系,待定系数法求一次函数解析式,相似三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定。
【分析】(1)①利用待定系数法即可求得函数的解析式。
②把(﹣1,)代入函数解析式即可求得的值。
(2)可以证明△PP′D∽△ACD,根据相似三角形的对应边的比相等,即可求解。
(3)分P在第一,二,三象限,三种情况进行讨论,利用相似三角形的性质即可求解。
4、如图,经过原点的抛物线与轴的另一个交点为A.过点作直线轴于点M,交抛物线于点B.记点B关于抛物线对称轴的对称点为C(B、C不重合).连结CB,CP。
(1)当时,求点A的坐标及BC的长;
(2)当时,连结CA,问为何值时CA⊥CP?
(3)过点P作PE⊥PC且PE=PC,问是否存在,使得点E落在坐标轴上?若存在,求出所有满足要求的的值,并写出相对应的点E坐标;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)当m=3时,y=-x2+6x。
令y=0得-x2+6x=0,解得,x1=0,x2=6。∴A(6,0)。
当x=1时,y=5。∴B(1,5)。
∵抛物线y=-x2+6x的对称轴为直线x=3,且B,C关于对称轴对称,∴BC=4。
(2)过点C作CH⊥x轴于点H(如图1)
由已知得,∠ACP=∠BCH=90°,∴∠ACH=∠PCB。
又∵∠AHC=∠PBC=90°,∴△AGH∽△PCB。
∴。
∵抛物线y=-x2+2mx的对称轴为直线x=m,其中m>1,且B,C关于对称轴对称,
∴BC=2(m-1)。
∵B(1,2m-1),P(1,m),∴BP=m-1。
又∵A(2m,0),C(2m-1,2m-1),∴H(2m-1,0)。
∴AH=1,CH=2m-1,
∴,解得m= 。
(3)存在。∵B,C不重合,∴m≠1。
(I)当m>1时,BC=2(m-1),PM=m,BP=m-1,
(i)若点E在x轴上(如图1),
∵∠CPE=90°,
∴∠MPE+∠BPC=∠MPE+∠MEP=90°,PC=EP。
∴△BPC≌△MEP,∴BC=PM,即2(m-1)=m,解得m=2。
此时点E的坐标是(2,0)。
(ii)若点E在y轴上(如图2),
过点P作PN⊥y轴于点N,
易证△BPC≌△NPE,
∴BP=NP=OM=1,即m-1=1,解得,m=2。
此时点E的坐标是(0,4)。
(II)当0<m<1时,BC=2(1-m),PM=m,BP=1-m,
(i)若点E在x轴上(如图3),
易证△BPC≌△MEP,
∴BC=PM,即2(1-m)=m,解得,m=。
此时点E的坐标是( ,0)。
(ii)若点E在y轴上(如图4),
过点P作PN⊥y轴于点N,易证△BPC≌△NPE,
∴BP=NP=OM=1,即1-m=1,∴m=0(舍去)。
综上所述,当m=2时,点E的坐标是(0,2)或(0,4),
当m=时,点E的坐标是(,0)。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,相似三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质。
【分析】(1)把m=3,代入抛物线的解析式,令y=0解方程,得到的非0解即为和x轴交点的横坐标,再求出抛物线的对称轴方程,从而求出BC的长。
(2)过点C作CH⊥x轴于点H(如图1)由已知得∠ACP=∠BCH=90°,利用已知条件证明
△AGH∽△PCB,根据相似的性质得到: ,再用含有m的代数式表示出BC,CH,BP,代入比例式即可求出m的值。
(3)存在。本题要分当m>1时,BC=2(m-1),PM=m,BP=m-1和当0<m<1时,BC=2(1-m),PM=m,BP=1-m,两种情况分别讨论,再求出满足题意的m值和相对应的点E坐标。
5、设抛物线与x轴交于两个不同的点A(一1,0)、B(m,0),与y轴交于点C.且∠ACB=90°.
(1)求m的值和抛物线的解析式;
(2)已知点D(1,n )在抛物线上,过点A的直线交抛物线于另一点E.若点P在x轴上,以
点P、B、D为顶点的三角形与△AEB相似,求点P的坐标.
(3)在(2)的条件下,△BDP的外接圆半径等于________________.
【答案】解:(1)∵在中令x=0,得y=-2 ,∴C(0,一2)。
∵∠ACB=90°,CO⊥AB,∴ △AOC ∽△COB。
∴,即OB= ∴m=4。
将A(一1,0)、B(4,0)代入,得
,解得。
∴抛物线的解析式为。
(2)将D(1,n )代入,得n=-3。
由解得,。
∴E(6,7)。
过点E作EH⊥轴于点H,则点H(6,0)。
∴AH=EH=7,∠EAH=450。
过点D作DF⊥轴于点F,则点F(1,0)。
∴BF=DF=3,∠DBF=450。
∴∠EAH=∠DBF=450。
∴∠DBH=1350,900<∠EBA<1350。
则点P只能在点B的左侧,有以下两种情况(如图):
①若△BDP1∽△EAB,则,
由EH⊥轴,AH=EH=7,∠EAH=450得AE=。
由DF⊥轴,BF=DF=7,∠DBF=450得BD=。
∴。
∴OP1=4-。∴P1(,0)。
②若△BDP2∽△BAE,则,
由EH⊥轴,AH=EH=7,∠EAH=450得AE=。
由DF⊥轴,BF=DF=7,∠DBF=450得BD=。
∴。
∴OP2=。∴P2(,0)。
综上所述,所求点P的坐标为(,0)或(,0)。
(3)或。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,相似三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,解方程组。
【分析】(1)在中令x=0即能求得C点坐标;由△AOC ∽△COB即能求得m的值;由
A、C三点坐标代入即可求出抛物线的解析式。
(2)将D(1,n )代入求得n,联立和求出点E的坐标。过点E作EH⊥轴于点H和过点D作DF⊥轴于点F,通过等腰直角三角形的判定和性质得出点P只能在点B的左侧的结论。分△BDP1∽△EAB和△BDP2∽△BAE分别求出符合条件的点P。
(3)①点P(,0)时,△BDP的外接圆圆心在直线上,设外接圆圆心坐标为S()。
则,
∴,解得。
∴此时,△BDP的外接圆半径为。
②点P(,0)时,△BDP的外接圆圆心在直线上,设外接圆圆心坐标为T()。
则,
∴,解得。
∴此时,△BDP的外接圆半径为。
6、如图,已知射线与轴和轴分别交于点和点.动点从点出发,以1个单位长度/秒的速度沿轴向左作匀速运动,与此同时,动点从点出发,也以1个单位长度/秒的速度沿射线的方向作匀速运动.设运动时间为秒.
(1)请用含的代数式分别表示出点与点的坐标;
(2)以点为圆心、个单位长度为半径的与轴交于A、B两点(点在点的左侧),连接PA、PB.
①当与射线有公共点时,求的取值范围;
②当为等腰三角形时,求的值.
【答案】解:(1)∵,∴。∴。
过点作⊥轴于点,
∵,,∴。
又∵,且,
∴,即。
∴。∴。
∴。
(2)①当的圆心由点向左运动,使点到点时,有,即。
当点在点左侧,与射线相切时,过点作射线,垂足为,则由,得,
则.解得。
由,即,解得。
∴当与射线有公共点时,的取值范围为。
②(I)当时,过作轴,垂足为,有。
由(1)得,,,
∴。
又∵,∴,即。
解得。
(II)当时,有,∴,解得。
(III)当时,有,
∴,即。
解得(不合题意,舍去)。
综上所述,当是等腰三角形时,,或,或,或。
【考点】动点问题,勾股定理,相似三角形的判定和性质,直线和圆的位置关系,等腰三角形时的性质,解一元二次方程。
【分析】(1)由可得,从而得到点的坐标。作点作⊥轴于点,利用可得,从而得到点的坐标。
(2)①当与射线有公共点时,考虑(I)当的圆心由点向左运动,使点到点时,的取值 ;(II)当点在点左侧,与射线相切时,的取值。当在二者之间时,与射线有公共点。
②分,,三种情况讨论即可。
7、如图,抛物线y=ax2+bx+c经过A(-,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,线段BC与抛物线的对称轴l相交于点D。设抛物线的顶点为P,连接PA、AD、DP,线段AD与y轴相交于点E。
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在平面直角坐标系中是否存在点Q,使以Q、C、D为顶点的三角形与△ADP全等?若存在,求出点Q的坐标,若不存在,说明理由;
(3)将∠CED绕点E顺时针旋转,边EC旋转后与线段BC相交于点M,边ED旋转后与对称轴l相交于点N,连接PM、DN,若PM=2DN,求点N的坐标(直接写出结果)。
【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过A(-,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,
∴抛物线的解析式可设为,
将C(0,3)代入得,解得。
∴抛物线的解析式为,即。
(2)存在。如图,
由得对称轴l为,
由B(3,0)、C(0,3)得tan∠OBC=,
∴∠OBC==300。
由轴对称的性质和三角形外角性质,得
∠ADP==1200。
由锐角三角函数可得点D的坐标为(,2)。
∴DP=CP=1,AD=4。
①在y轴正方向上存在点Q1,只要CQ1=4,则由SAS可判断△Q1CD≌△ADP,
此时,Q1的坐标为(0,7)。
②由轴对称的性质,得Q1关于直线BC的对称点Q2也满足△Q2CD≌△ADP,
过点Q2作Q2G⊥y轴于点G,则在Rt△CQ2G中,由Q2C=4,∠Q2CG=600可得CG=2,Q2G=2。∴OG=1。∴Q2的坐标为(-2,1)。
③在对称轴l点P关于点D的反方向上存在点Q3,只要DQ3=4,则△Q3DC≌△ADP,
此时,Q3的坐标为(,-2)。
④由轴对称的性质,得Q3关于直线BC的对称点Q4也满足△Q2DC≌△ADP,
过点Q4作Q4H⊥l于点H,则在Rt△DQ4H中,由Q4D=4,∠Q4DH=600可得
DH=2,HQ4=2。∴Q4的坐标为(3,4)。
综上所述,点Q的坐标为(0,7)或(-2,1)或(,-2)或(3,4)。
(3)()。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,轴对称的性质,三角形外角性质,勾股定理,全等三角形的判定和性质,旋转的性质。
【分析】(1)根据已知点的坐标,设抛物线的交点式,用待定系数法即可求。
(2)求出△ADP的两边夹一角,根据SAS作出判断。
(3)如图,作做EF⊥l于点F,
由题意易证明△PMD ≌△EMD,△CME ≌△DNE,
∴PM=EM=EN=2DN。
由题意DF=1,EF=,NF=1-DN
在Rt△EFN中,,
∴,整理得,解得(负值舍去)。
∴。
∴点N的纵坐标为。∴N()。
8、如图,抛物线交轴于点C,直线 l为抛物线的对称轴,点
P在第三象限且为抛物线的顶点.P到轴的距离为,到轴的距离为1.点C关于直线l的对称点为A,连接AC交直线 l于B.
(1)求抛物线的表达式;
(2)直线与抛物线在第一象限内交于点D,与轴交于点F,连接BD交轴于点E,且
DE:BE=4:1.求直线的表达式;
(3)若N为平面直角坐标系内的点,在直线上是否存在点M,使得以点O、F、M、N为
顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵抛物线交轴于点C,∴C(0,-3)则 OC=3。
∵P到轴的距离为,P到轴的距离是1,且在第三象限,
∴P(-1,-)。
∵C关于直线l的对称点为A,∴A(-2,-3)。
将点A(-2,-3),P(-1,-)代入得,
,解得。
∴抛物线的表达式为。
(2)过点D做DG⊥轴于G,则∠DGE=∠BCE=90°。
∵∠DEG=∠BEC,∴△DEG∽△BEC。
∴。
∵DE:BE=4:1,BC=1,
∴, 则DG=4。
将=4代入,得=5。
∴D(4,5)。
∵过点D(4,5),∴ ,则=2。
∴所求直线的表达式为 。
(3)存在。 M1,M2,M3, M4。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,轴对称的性质,相似三角形的判定和性质,菱形的判定。
【分析】(1)求出点A、P的坐标,用待定系数法即可求得抛物线的表达式。
(2)过点D做DG⊥轴于G,由△DEG∽△BEC求出点D的坐标,代入即可求得直线的表达式。
(3)存在。分三种情况讨论:
①当OF和FM都为菱形的边时,
∵点F在上,∴F(0,2),OF=2。
设M,则FM=,
由OF=FM解得。
当时,,∴M1。当时,,∴M2。
②当OF为菱形的对角线时,MN垂直平分OF,
∴在中令,即,解得。∴M3。
③当FM为菱形的对角线时, 设M,则OM=,
由OF=OM得解得(舍去)。,
∴M4。
综上所述,M1,M2,M3, M4。
9、如图,在矩形ABCD中,AD=4,M是AD的中点,点E是线段AB上一动
点,连结EM并延长交线段CD的延长线于点F.
(1) 如图1,求证:AE=DF;
(2) 如图2,若AB=2,过点M作 MGEF交线段BC于点G,判断△GEF的形状,并说明理由;
(3) 如图3,若AB=,过点M作 MGEF交线段BC的延长线于点G.
① 直接写出线段AE长度的取值范围;
② 判断△GEF的形状,并说明理由.
【答案】解:(1)在矩形ABCD中,∠EAM=∠FDM=900,∠AME=∠FMD。
∵AM=DM,∴△AEM≌△DFM(ASA)。∴AE=DF。
(2)△GEF是等腰直角三角形。理由如下:
过点G作GH⊥AD于H,
∵∠A=∠B=∠AHG=90°,
∴四边形ABGH是矩形。 ∴GH=AB=2。
∵MG⊥EF, ∴∠GME=90°。
∴∠AME+∠GMH=90°。
∵∠AME+∠AEM=90°,∴∠AEM=∠GMH。
又∵AD=4,M是AD的中点,∴AM=2。∴AN=HG。
∴△AEM≌△HMG(AAS)。∴ME=MG。∴∠EGM=45°。
由(1)得△AEM≌△DFM,∴ME=MF。
又∵MG⊥EF,∴GE=GF。∴∠EGF=2∠EGM =90°。
∴△GEF是等腰直角三角形。
(3)①<AE≤。
②△GEF是等边三角形。理由如下:
过点G作GH⊥AD交AD延长线于点H,
∵∠A=∠B=∠AHG=90°,∴四边形ABGH是矩形。
∴GH=AB=2。
∵MG⊥EF, ∴∠GME=90°。∴∠AME+∠GMH=90°。
∵∠AME+∠AEM=90°,∴∠AEM=∠GMH。
又∵∠A=∠GHM=90°,∴△AEM∽△HMG。∴。
在Rt△GME中,∴tan∠MEG=。∴∠MEG=600。
由(1)得△AEM≌△DFM.∴ME=MF。
又∵MG⊥EF,∴GE=GF。∴△GEF是等边三角形。
【考点】矩形的判定和性质,全等、相似三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定,等边三角形的判定,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,线段垂直平分线的性质。
【分析】(1)根据已知和矩形的性质由ASA得出△AEM≌△DFM,即可得到AE=DF。
(2)△GEF是等腰直角三角形。过点G作GH⊥AD于H,由AAS证明△AEM≌△HMG得到
ME=MG,从而∠EGM=45°。由(1)△AEM≌△DFM得ME=MF。由MG⊥EF得到GE=GF。从而证得
∠EGF=2∠EGM =90°。因此△GEF是等腰直角三角形。
另解:①过点M作MH⊥BC于H,得到△AEM≌△HGM。
② 过点G作GH⊥AD于H,证出△MGH≌△FMD,证出CF=BG,CG=BE,证出
△BEG≌△CGF。从而△GEF是等腰直角三角形。(若E与B重合时,则G与C重合,△GEF就是△CBF,易知△CBF是等腰直角三角形)。
(3)①如图,当点G与点C重合时, 由AD=4,M是AD的中点得MD=2;由AB=得DC=。
∴tan∠DMC=。
∴∠DMC=600。∴∠AME=300。
∴。
当点E与点B重合时,。
∴线段AE长度的取值范围为<AE≤。
②△GEF是等边三角形。过点G作GH⊥AD交AD延长线于点H,则一方面由证明△AEM∽△HMG可得。在Rt△GME中,应用锐角三角函数定义和特殊角的三角函数值可求得∠MEG=600。另一方面由(1)△AEM≌△DFM得ME=MF,又由MG⊥EF根据线段垂直平分线的性质得GE=GF。从而得出△GEF是等边三角形。
10、如图,抛物线y=ax2+bx+2交x轴于A(﹣1,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,与过点C且平行于x轴的直线交于另一点D,点P是抛物线上一动点.
(1)求抛物线解析式及点D坐标;
(2)点E在x轴上,若以A,E,D,P为顶点的四边形是平行四边形,求此时点P的坐标;
(3)过点P作直线CD的垂线,垂足为Q,若将△CPQ沿CP翻折,点Q的对应点为Q′.是否存在点P,使Q′恰好落在x轴上?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+2经过A(﹣1,0),B(4,0)两点,
∴,解得:。
∴抛物线解析式为。
当y=2时,,解得:x1=3,x2=0(舍去)。
∴点D坐标为(3,2)。
(2)A,E两点都在x轴上,AE有两种可能:
①当AE为一边时,AE∥PD,∴P1(0,2)。
②当AE为对角线时,根据平行四边形对顶点到另一条对角线距离相等,可知P点、D点到直线AE(即x轴)的距离相等,∴P点的纵坐标为﹣2。
代入抛物线的解析式:,解得:。
∴P点的坐标为(,﹣2),(,﹣2)。
综上所述:P1(0,2);P2(,﹣2);P3(,﹣2)。
(3)存在满足条件的点P,显然点P在直线CD下方。
设直线PQ交x轴于F,点P的坐标为(),
①当P点在y轴右侧时(如图1),CQ=a,
PQ=。
又∵∠CQ′O+∠FQ′P=90°,∠COQ′=∠Q′FP=90°,
∴∠FQ′P=∠OCQ′,∴△COQ′∽△Q′FP,
∴,即,解得F Q′=a﹣3
∴OQ′=OF﹣F Q′=a﹣(a﹣3)=3,
。
此时a=,点P的坐标为()。
②当P点在y轴左侧时(如图2)此时a<0,,<0,CQ=﹣a,
PQ=。
又∵∠CQ′O+∠FQ′P=90°,∠CQ′O+∠OCQ′=90°,
∴∠FQ′P=∠OCQ′,∠COQ′=∠Q′FP=90°。
∴△COQ′∽△Q′FP。
∴,即,解得F Q′=3﹣a。
∴OQ′=3,。
此时a=﹣,点P的坐标为()。
综上所述,满足条件的点P坐标为(),()。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,平行四边形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理。
【分析】(1)用待定系数法可得出抛物线的解析式,令y=2可得出点D的坐标。
(2)分两种情况进行讨论,①当AE为一边时,AE∥PD,②当AE为对角线时,根据平行四边形对顶点到另一条对角线距离相等,求解点P坐标。
(3)结合图形可判断出点P在直线CD下方,设点P的坐标为(),分情况讨论,①当P点在y轴右侧时,②当P点在y轴左侧时,运用解直角三角形及相似三角形的性质进行求解即可。
11、如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+1分别与两坐标轴交于B,A两点,C为该直线上的一动点,以每秒1个单位长度的速度从点A开始沿直线BA向上移动,作等边△CDE,点D和点E都在x轴上,以点C为顶点的抛物线y=a(x﹣m)2+n经过点E.⊙M与x轴、直线AB都相切,其半径为3(1﹣)a.
(1)求点A的坐标和∠ABO的度数;
(2)当点C与点A重合时,求a的值;
(3)点C移动多少秒时,等边△CDE的边CE第一次与⊙M相切?
【答案】解:(1)当x=0时,y=1;当y=0时,x=﹣,
∴OA=1,OB=。∴A的坐标是(0,1)。
∴tan∠ABO=。∴∠ABO=30°。
(2)∵△CDE为等边三角形,点A(0,1),∴tan30°=,∴OD=。
∴D的坐标是(﹣,0),E的坐标是(,0),
把点A(0,1),D(﹣,0),E(,0)代入 y=a(x﹣m)2+n,得
,解得。∴a=﹣3。
(3)如图,设切点分别是Q,N,P,连接MQ,MN,MP,ME,过点C作CH⊥x轴,H为垂足,过A作AF⊥CH,F为垂足。
∵△CDE是等边三角形,∠ABO=30°,
∴∠BCE=90°,∠ECN=90°。
∵CE,AB分别与⊙M相切,∴∠MPC=∠CNM=90°。∴四边形MPCN为矩形。
∵MP=MN,∴四边形MPCN为正方形。
∴MP=MN=CP=CN=3(1﹣)a(a<0)。
∵EC和x轴都与⊙M相切,∴EP=EQ。
∵∠NBQ+∠NMQ=180°,∴∠PMQ=60°。∴∠EMQ,=30°。
∴在Rt△MEP中,tan30°=,∴PE=(﹣3)a。
∴CE=CP+PE=3(1﹣)a+(﹣3)a=﹣2a。
∴DH=HE=﹣a,CH=﹣3a,BH=﹣3a。
∴OH=﹣3a﹣,OE=﹣4a﹣。
∴E(﹣4a﹣,0),C(﹣3a﹣,﹣3a)。
设二次函数的解析式为:y=a(x+3a+)2﹣3a,
∵E在该抛物线上,∴a(﹣4a﹣+3a+)2﹣3a=0,
得:a2=1,解之得a1=1,a2=﹣1。
∵a<0,∴a=﹣1。
∴AF=2,CF=2,∴AC=4。
∴点C移动到4秒时,等边△CDE的边CE第一次与⊙M相切。
【考点】动点问题,二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,等边三角形的性质,直线与圆相切的性质。
【分析】(1)已知直线AB的解析式,令解析式的x=0,能得到A点坐标;令y=0,能得到B点坐标;在Rt△OAB中,知道OA、OB的长,用正切函数即可得到∠ABO的值。
(2)当C、A重合时,可知点C的坐标,然后结合OC的长以及等边三角形的特性求出OD、OE的长,即可得到D、E的坐标,利用待定系数即可确定a的值。
(3)作出第一次相切时的示意图,已知的条件只有圆的半径,那么连接圆心与三个切点以及点E,首先能判断出四边形CPMN是正方形,那么CP与⊙M的半径相等,只要再求出PE就能进一步求得C点坐标;那么可以从PE=EQ,即Rt△MEP入手,首先∠CED=60°,而∠MEP=∠MEQ,易求得这两个角的度数,通过解直角三角形不难得到PE的长,即可求出PE及点C、E的坐标.然后利用C、E的坐标确定a的值,从而可求出AC的长,由此得解。
12、如图,已知抛物线与坐标轴分别交于A(-2,O)、B(2,0)、C(0,-l)三点,过坐标原点O的直线y=kx与抛物线交于M、N两点.分别过点C、D(0,-2)作平行于x轴的直线、.
(1)求抛物线对应二次函数的解析式;
(2)求证以ON为直径的圆与直线相切;
(3)求线段MN的长(用k表示),并证明M、N两点到直线的距离之和等于线段MN的长.
【答案】解:(1)设抛物线对应二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
则 解得。
∴抛物线对应二次函数的解析式 所以。
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),因为点M、N在抛物线上,
∴,∴x22=4(y2+1)。
又∵,∴。
又∵y2≥-l,∴ON=2+y2。
设ON的中点E,分别过点N、E向直线作垂线,垂足为P、F, 则 ,
∴ON=2EF,
即ON的中点到直线的距离等于ON长度的一半,
∴以ON为直径的圆与相切。
(3)过点M作MH⊥NP交NP于点H,则,
又∵y1=kx1,y2=kx2,∴(y2-y1)2=k2(x2-x1)2。∴MN2=(1+k2)(x2一xl)2。
又∵点M、N既在y=kx的图象上又在抛物线上,
∴,即x2-4kx-4=0,∴x2+x1=4k,x2·x1=-4。
∴MN2=(1+k2)(x2一xl)2=(1+k2)[ (x2+xl)2-4x2·xl] =16(1+k2)2。∴MN=4(1+k2)。
延长NP交于点Q,过点M作MS⊥交于点S,
则MS+NQ=y1+2+y2+2=
∴MS+NQ=MN,即M、N两点到距离之和等于线段MN的长。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,中点坐标的求法,直线与圆相切的条件,一元二次方程根与系数的关系,勾股定理。
【分析】(1)根据点在曲线上,点的坐标满足方程的关系,用待定系数法即可求出抛物线对应二次函数的解析式。
(2)要证以ON为直径的圆与直线相切,只要证ON的中点到直线的距离等于ON长的一半即可。
(3)运用一元二次方程根与系数的关系,求出MN和M、N两点到直线的距离
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