
一、函數與幾何綜合的壓軸題
1.如圖①,在平面直角坐標系中,AB、CD都垂直于x軸,垂足分別為B、D且AD與B相交于E點.已知:A(-2,-6),C(1,-3)
(1) 求證:E點在y軸上;
(2) 如果有一拋物線經過A,E,C三點,求此拋物線方程.
(3) 如果AB位置不變,再將DC水平向右移動k(k>0)個單位,此時AD與BC相交于E′點,如圖②,求△AE′C的面積S關于k的函數解析式.
圖②
C(1+k,-3)
A
(2,-6)
B
D
O
x
E′
y
C(1,-3)
A
(2,-6)
B
D
O
x
E
y
圖①
[解] (1)(本小題介紹二種方法,供參考)
方法一:過E作EO′⊥x軸,垂足O′∴AB∥EO′∥DC
∴
又∵DO′+BO′=DB
∴
∵AB=6,DC=3,∴EO′=2
又∵,∴
∴DO′=DO,即O′與O重合,E在y軸上
方法二:由D(1,0),A(-2,-6),得DA直線方程:y=2x-2①
再由B(-2,0),C(1,-3),得BC直線方程:y=-x-2 ②
聯立①②得
∴E點坐標(0,-2),即E點在y軸上
(2)設拋物線的方程y=ax2+bx+c(a≠0)過A(-2,-6),C(1,-3)
E(0,-2)三點,得方程組
解得a=-1,b=0,c=-2
∴拋物線方程y=-x2-2
(3)(本小題給出三種方法,供參考)
由(1)當DC水平向右平移k后,過AD與BC的交點E′作E′F⊥x軸垂足為F。
同(1)可得: 得:E′F=2
方法一:又∵E′F∥AB,∴
S△AE′C= S△ADC- S△E′DC=
==DB=3+k
S=3+k為所求函數解析式
方法二:∵ BA∥DC,∴S△BCA=S△BDA
∴S△AE′C= S△BDE′
∴S=3+k為所求函數解析式.
證法三:S△DE′C∶S△AE′C=DE′∶AE′=DC∶AB=1∶2
同理:S△DE′C∶S△DE′B=1∶2,又∵S△DE′C∶S△ABE′=DC2∶AB2=1∶4
∴
∴S=3+k為所求函數解析式.
2.已知:如圖,在直線坐標系中,以點M(1,0)為圓心、直徑AC為的圓與y軸交于A、D兩點.
(1)求點A的坐標;
(2)設過點A的直線y=x+b與x軸交于點B.探究:直線AB是否⊙M的切線?并對你的結論加以證明;
(3)連接BC,記△ABC的外接圓面積為S1、⊙M面積為S2,若,拋物線
y=ax2+bx+c經過B、M兩點,且它的頂點到軸的距離為.求這條拋物線的解析式.
[解](1)解:由已知AM=,OM=1,
在Rt△AOM中,AO=,
∴點A的坐標為A(0,1)
(2)證:∵直線y=x+b過點A(0,1)∴1=0+b即b=1 ∴y=x+1
令y=0則x=-1 ∴B(—1,0),
AB=
在△ABM中,AB=,AM=,BM=2
∴△ABM是直角三角形,∠BAM=90°
∴直線AB是⊙M的切線
(3)解法一:由⑵得∠BAC=90°,AB=,AC=2,
∴BC=
∵∠BAC=90° ∴△ABC的外接圓的直徑為BC,
A
B
C
D
x
M
·
y
∴
而
,
設經過點B(—1,0)、M(1,0)的拋物線的解析式為:
y=a(+1)(x-1),(a≠0)即y=ax2-a,∴-a=±5,∴a=±5
∴拋物線的解析式為y=5x2-5或y=-5x2+5
解法二:(接上) 求得∴h=5
由已知所求拋物線經過點B(—1,0)、M(1、0),則拋物線的對稱軸是y軸,由題意得拋物線的頂點坐標為(0,±5)
∴拋物線的解析式為y=a(x-0)2±5
又B(-1,0)、M(1,0)在拋物線上,∴a±5=0, a=±5
∴拋物線的解析式為 y=5x2-5或y=-5x2+5
解法三:(接上)求得∴h=5
因為拋物線的方程為y=ax2+bx+c(a≠0)
由已知得
∴拋物線的解析式為 y=5x2-5或y=-5x2+5.
3.如圖,在直角坐標系中,以點P(1,-1)為圓心,2為半徑作圓,交x軸于A、B兩點,拋物線過點A、B,且頂點C在⊙P上.
(1)求⊙P上劣弧的長;
(2)求拋物線的解析式;
A
B
C
O
x
y
·
P(1,-1)
(3)在拋物線上是否存在一點D,使線段OC與PD互相平分?若存在,求出點D的坐標;若不存在,請說明理由.
[解] (1)如圖,連結PB,過P作PM⊥x軸,垂足為M.
在Rt△PMB中,PB=2,PM=1,
∴∠MPB=60°,∴∠APB=120°
的長=
A
B
C
O
x
y
P(1,-1)
·
M
(2)在Rt△PMB中,PB=2,PM=1,則MB=MA=.
又OM=1,∴A(1-,0),B(1+,0),
由拋物線及圓的對稱性得知點C在直線PM上,
則C(1,-3).
點A、B、C在拋物線上,則
解之得
拋物線解析式為
(3)假設存在點D,使OC與PD互相平分,則四邊形OPCD為平行四邊形,且PC∥OD.
又PC∥y軸,∴點D在y軸上,∴OD=2,即D(0,-2).
又點D(0,-2)在拋物線上,故存在點D(0,-2),
使線段OC與PD互相平分.
4.(2004湖北襄樊)如圖,在平面直角坐標系內,Rt△ABC的直角頂點C(0,)在軸的正半軸上,A、B是軸上是兩點,且OA∶OB=3∶1,以OA、OB為直徑的圓分別交AC于點E,交BC于點F.直線EF交OC于點Q.
(1)求過A、B、C三點的拋物線的解析式;
(2)請猜想:直線EF與兩圓有怎樣的位置關系?并證明你的猜想.
A
y
x
B
E
F
O1
Q
O
O2
C
(3)在△AOC中,設點M是AC邊上的一個動點,過M作MN∥AB交OC于點N.試問:在軸上是否存在點P,使得△PMN是一個以MN為一直角邊的等腰直角三角形?若存在,求出P點坐標;若不存在,請說明理由.
B
A
E
F
O1
Q
O
O2
y
x
2
1
3
4
N
M
P
C
[解] (1)在Rt△ABC中,OC⊥AB,
∴△AOC≌△COB.
∴OC2=OA·OB.
∵OA∶OB=3∶1,C(0,),
∴
∴OB=1.∴OA=3.
∴A(-3,0),B(1,0).
設拋物線的解析式為
則解之,得
∴經過A、B、C三點的拋物線的解析式為
(2)EF與⊙O1、⊙O2都相切.
證明:連結O1E、OE、OF.
∵∠ECF=∠AEO=∠BFO=90°,
∴四邊形EOFC為矩形.
∴QE=QO.
∴∠1=∠2.
∵∠3=∠4,∠2+∠4=90°,
∴EF與⊙O1相切.
同理:EF理⊙O2相切.
(3)作MP⊥OA于P,設MN=a,由題意可得MP=MN=a.
∵MN∥OA,
∴△CMN∽△CAO.
∴
∴
解之,得
此時,四邊形OPMN是正方形.
∴
∴
考慮到四邊形PMNO此時為正方形,
∴點P在原點時仍可滿足△PNN是以MN為一直角邊的等腰直角三角形.
故軸上存在點P使得△PMN是一個以MN為一直角邊的等腰直角三角形且或
5.如圖,已知點A(0,1)、C(4,3)、E(,),P是以AC為對角線的矩形ABCD內部(不在各邊上)的—個動點,點D在y軸,拋物線y=ax2+bx+1以P為頂點.
(1)說明點A、C、E在一條條直線上;
(2)能否判斷拋物線y=ax2+bx+1的開口方向?請說明理由;
X
O
P
D
C
A
B
Y
(3)設拋物線y=ax2+bx+1與x軸有交點F、G(F在G的左側),△GAO與△FAO的面積差為3,且這條拋物線與線段AE有兩個不同的交點.這時能確定a、b的值嗎?若能,請求出a、b的值;若不能,請確定a、b的取值范圍.
(本題圖形僅供分析參考用)
[解] (1)由題意,A(0,1)、C(4,3)確定的解析式為:y=x+1.
將點E的坐標E(,)代入y=x+1中,左邊=,右邊=×+1=,
∵左邊=右邊,∴點E在直線y=x+1上,即點A、C、E在一條直線上.
(2)解法一:由于動點P在矩形ABCD內部,∴點P的縱坐標大于點A的縱坐標,而點A與點P都在拋物線上,且P為頂點,∴這條拋物線有最高點,拋物線的開口向下
解法二:∵拋物線y=ax2+bx+c的頂點P的縱坐標為,且P在矩形ABCD內部,∴1<<3,由1<1—得—>0,∴a<0,∴拋物線的開口向下.
X
G
F
O
P
D
E
C
A
B
Y
(3)連接GA、FA,∵S△GAO—S△FAO=3 ∴GO·AO—FO·AO=3 ∵OA=1,∴GO—FO=6. 設F(x1,0)、G(x2,0),則x1、x2為方程ax2+bx+c=0的兩個根,且x1<x2,又∵a<0,∴x1·x2=<0,∴x1<0<x2,
∴GO= x2,FO= —x1,∴x2—(—x1)=6,
即x2+x1=6,∵x2+x1= — ∴—=6,
∴b= —6a,
由方程組
y=ax2—6ax+1
y=x+1
得:ax2—(6a+)x=0
∴拋物線解析式為:y=ax2—6ax+1, 其頂點P的坐標為(3,1—9a), ∵頂點P在矩形ABCD內部, ∴1<1—9a<3, ∴—<a<0.
∴x=0或x==6+.
當x=0時,即拋物線與線段AE交于點A,而這條拋物線與線段AE有兩個不同的交點,則有:0<6+≤,解得:—≤a<—
綜合得:—<a<— ∵b= —6a,∴<b<
0
x
y
6.(2004湖南長沙)已知兩點O(0,0)、B(0,2),⊙A過點B且與x軸分別相交于點O、C,⊙A被y軸分成段兩圓弧,其弧長之比為3∶1,直線l與⊙A切于點O,拋物線的頂點在直線l上運動.
(1)求⊙A的半徑;
(2)若拋物線經過O、C兩點,求拋物線的解析式;
(3)過l上一點P的直線與⊙A交于C、E兩點,且PC=CE,求點E的坐標;
(4)若拋物線與x軸分別相交于C、F兩點,其頂點P的橫坐標為m,求△PEC的面積關于m的函數解析式.
[解] (1)由弧長之比為3∶1,可得∠BAO=90o
再由AB=AO=r,且OB=2,得r=
(2)⊙A的切線l過原點,可設l為y=kx
任取l上一點(b,kb),由l與y軸夾角為45o可得:
b=-kb或b=kb,得k=-1或k=1,
∴直線l的解析式為y=-x或y=x
又由r=,易得C(2,0)或C(-2,0)
由此可設拋物線解析式為y=ax(x-2)或y=ax(x+2)
再把頂點坐標代入l的解析式中得a=1
∴拋物線為y=x2-2x或y=x2+2x ……6分
(3)當l的解析式為y=-x時,由P在l上,可設P(m,-m)(m>0)
過P作PP′⊥x軸于P′,∴OP′=|m|,PP′=|-m|,∴OP=2m2,
又由切割線定理可得:OP2=PC·PE,且PC=CE,得PC=PE=m=PP′7分
∴C與P′為同一點,即PE⊥x軸于C,∴m=-2,E(-2,2)…8分
同理,當l的解析式為y=x時,m=-2,E(-2,2)
(4)若C(2,0),此時l為y=-x,∵P與點O、點C不重合,∴m≠0且m≠2,
當m<0時,FC=2(2-m),高為|yp|即為-m,
∴S=
同理當0<m<2時,S=-m2+2m;當m>2時,S=m2-2m;
∴S= 又若C(-2,0),
此時l為y=x,同理可得;S=
A
A
B
(-2,0)C
C(2,0)
l
O
P
E
P′
x
y
(2,0)
P
C
l
O
y
x
C
F
F
F
P
P
7.如圖,直線與函數的圖像交于A、B兩點,且與x、y軸分
別交于C、D兩點.
(1)若的面積是的面積的倍,求與之間的函數關系式;
y
x
(2)在(1)的條件下,是否存在和,使得以為直徑的圓經過點.若存在,求出和的值;若不存在,請說明理由.
[解](1)設,(其中),
由,得
∴··(····),,
又,∴,即,
y
x
由可得,代入可得 ①
∴,,
∴,即.
又方程①的判別式,
∴所求的函數關系式為.
(2)假設存在,,使得以為直徑的圓經過點.
則,過、分別作軸的垂線,垂足分別為、.
∵與都與互余,∴ .
∴Rt∽Rt,∴.
∴,∴, ∴,
即 ②
由(1)知,,代入②得,
∴或,又,∴或,
∴存在,,使得以為直徑的圓經過點,且或.
8.已知拋物線與x軸交于兩點、,與y軸交于點C,且AB=6.
(1)求拋物線和直線BC的解析式.
(2)在給定的直角坐標系中,畫拋物線和直線BC.
(3)若過A、B、C三點,求的半徑.
(4)拋物線上是否存在點M,過點M作軸于點N,使被直線BC分成面積比為的兩部分?若存在,請求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.
x
y
O
[解](1)由題意得:
解得
經檢驗m=1,∴拋物線的解析式為:
或:由得,或
拋物線的解析式為
由得
∴A(-5,0),B(1,0),C(0,-5).
設直線BC的解析式為
則
∴直線BC的解析式為
(2)圖象自畫.
(3)法一:在中,
.
又
∴的半徑
法二:
由題意,圓心P在AB的中垂線上,即在拋物線的對稱軸直線上,設P(-2,-h(huán))(h>0),
連結PB、PC,則,
由,即,解得h=2.
的半徑.
法三:
延長CP交于點F.
為的直徑,
又
又
的半徑為
(4)設MN交直線BC于點E,點M的坐標為則點E的坐標為
若則
解得(不合題意舍去),
若則
解得(不合題意舍去),
存在點M,點M的坐標為或(15,280).
9. 如圖,⊙M與x軸交于A、B兩點,其坐標分別為、,直徑CD⊥x軸于N,直線CE切⊙M于點C,直線FG切⊙M于點F,交CE于G,已知點G的橫坐標為3.
(1) 若拋物線經過A、B、D三點,求m的值及點D的坐標.
(2) 求直線DF的解析式.
(3) 是否存在過點G的直線,使它與(1)中拋物線的兩個交點的橫坐標之和等于4?若存在,請求出滿足條件的直線的解析式;若不存在,請說明理由.
(第27題圖)
A
y
x
O
N
M
G
F
E
D
C
B
[解] (1) ∵拋物線過A、B兩點,
∴,m=3.
∴拋物線為.
又拋物線過點D,由圓的對稱性知點D為拋物線的頂點.
∴D點坐標為.
(2) 由題意知:AB=4.
∵CD⊥x軸,∴NA=NB=2. ∴ON=1.
由相交弦定理得:NA·NB=ND·NC,
∴NC×4=2×2. ∴NC=1.
∴C點坐標為.
設直線DF交CE于P,連結CF,則∠CFP=90°.
∴∠2+∠3=∠1+∠4=90°.
∵GC、GF是切線,
F
B
A
y
x
O
N
M
G
E
D
C
P
1
2
3
4
∴GC=GF. ∴∠3=∠4.
∴∠1=∠2.
∴GF=GP.
∴GC=GP.
可得CP=8.
∴P點坐標為
設直線DF的解析式為
則 解得
∴直線DF的解析式為:
(3) 假設存在過點G的直線為,
則,∴.
由方程組 得
由題意得,∴.
當時,,
∴方程無實數根,方程組無實數解.
∴滿足條件的直線不存在.
10.已知二次函數的圖象經過點A(-3,6),并與x軸交于點B(-1,0)和點C,頂點為P.
(1)求這個二次函數的解析式,并在下面的坐標系中畫出該二次函數的圖象;
(2)設D為線段OC上的一點,滿足∠DPC=∠BAC,求點D的坐標;
(3)在x軸上是否存在一點M,使以M為圓心的圓與AC、PC所在的直線及y軸都相切?如果存在,請求出點M的坐標;若不存在,請說明理由.
[解] (1)解:∵二次函數的圖象過點A(-3,6),B(-1,0)
x
O
y
得 解得
∴這個二次函數的解析式為:
由解析式可求P(1,-2),C(3,0)
畫出二次函數的圖像
(2)解法一:易證:∠ACB=∠PCD=45°
又已知:∠DPC=∠BAC ∴△DPC∽△BAC
∴ 易求
∴ ∴ ∴
解法二:過A作AE⊥x軸,垂足為E.
設拋物線的對稱軸交x軸于F.
亦可證△AEB∽△PFD、
∴. 易求:AE=6,EB=2,PF=2
∴ ∴ ∴
(3)存在.
(1°)過M作MH⊥AC,MG⊥PC垂足分別為H、G,設AC交y軸于S,CP的延長線交y軸于T
∵△SCT是等腰直角三角形,M是△SCT的內切圓圓心,
∴MG=MH=OM
又∵且OM+MC=OC
∴
∴
(2°)在x軸的負半軸上,存在一點M′
同理OM′+OC=M′C,
得 ∴M′
即在x軸上存在滿足條件的兩個點.
M′
T
1
1
-1
-2
4
-3
2
3
0
5
6
E
-1
-2
2
3
A
C
x
y
B
D
M
F
S
G
H
P
11.在平面直角坐標系中,A(-1,0),B(3,0).
(1)若拋物線過A,B兩點,且與y軸交于點(0,-3),求此拋物線的頂點坐標;
(2)如圖,小敏發(fā)現所有過A,B兩點的拋物線如果與y軸負半軸交于點C,M為拋物線的頂點,那么△ACM與△ACB的面積比不變,請你求出這個比值;
A
B
C
M
O
x
y
(3)若對稱軸是AB的中垂線l的拋物線與x軸交于點E,F,與y軸交于點C,過C作CP∥x軸交l于點P,M為此拋物線的頂點.若四邊形PEMF是有一個內角為60°的菱形,求次拋物線的解析式.
[解] (1),頂點坐標為(1,-4).
(2)由題意,設y=a(x+1)(x-3),即y=ax2-2ax-3a,
∴ A(-1,0),B(3,0),C(0,-3a),M(1,-4a),
∴ S△ACB=×4×=6,
而a>0, ∴ S△ACB=6A、
作MD⊥x軸于D,
又S△ACM=S△ACO +SOCMD -S△AMD=·1·3a+(3a+4a)-·2·4a=a,
∴ S△ACM:S△ACB=1:6.
(3)①當拋物線開口向上時,設y=a(x-1)2+k,即y=ax2-2ax+a+k,
有菱形可知=,a+k>0,k<0,
∴ k=,
∴ y=ax2-2ax+, ∴ .
記l與x軸交點為D,
若∠PEM=60°,則∠FEM=30°,MD=DE·tan30°=,
∴ k=-,a=,
∴ 拋物線的解析式為.
若∠PEM=120°,則∠FEM=60°,MD=DE·tan60°=,
∴ k=-,a=,
∴ 拋物線的解析式為.
②當拋物線開口向下時,同理可得
,.
12.已知:O是坐標原點,P(m,n)(m>0)是函數y = (k>0)上的點,過點P作直線PA⊥OP于P,直線PA與x軸的正半軸交于點A(a,0)(a>m). 設△OPA的面積為s,且s=1+.
(1)當n=1時,求點A的坐標;
(2)若OP=AP,求k的值;
(3 ) 設n是小于20的整數,且k≠,求OP2的最小值.
[解] 過點P作PQ⊥x軸于Q,則PQ=n,OQ=m
(1) 當n=1時, s=
∴ a==
(2) 解1: ∵ OP=AP PA⊥OP
∴△OPA是等腰直角三角形
∴ m=n=
∴ 1+=·an
即n4-4n2+4=0
∴ k2-4k+4=0
∴ k=2
解2:∵ OP=AP PA⊥OP
∴△OPA是等腰直角三角形
∴ m=n
設△OPQ的面積為s1
則:s1=
∴ ·mn=(1+)
即:n4-4n2+4=0
∴ k2-4k+4=0
∴ k=2
(3) 解1:∵ PA⊥OP, PQ⊥OA
∴ △OPQ∽△OAP
設:△OPQ的面積為s1,則
=
即: =
化簡得:2n4+2k2-k n4-4k=0
(k-2)(2k-n4)=0
∴k=2或k=(舍去)
∴當n是小于20的整數時,k=2.
∵ OP2=n2+m2=n2+
又m>0,k=2,
∴ n是大于0且小于20的整數
當n=1時,OP2=5
當n=2時,OP2=5
當n=3時,OP2=32+=9+=
當n是大于3且小于20的整數時,
即當n=4、5、6、…、19時,OP2得值分別是:
42+、52+、62+、…、192+
∵192+>182+>…>32+>5
∴ OP2的最小值是5.
解2: ∵ OP2=n2+m2=n2+
=n2+
=(n-)+4
當n= 時,即當n=時,OP2最?。?br />
又∵n是整數,而當n=1時,OP2=5;n=2時,OP2=5
∴ OP2的最小值是5.
解3:∵ PA⊥OP, PQ⊥OA
∴ △OPQ∽△P AQ
=
=
化簡得:2n4+2k2-k n4-4k=0
(k-2)(2k-n4)=0
∴k=2或k=(舍去)
解4:∵ PA⊥OP, PQ⊥OA
∴ △OPQ∽△P AQ
=
化簡得:2n4+2k2-k n4-4k=0
(k-2)(2k-n4)=0
∴k=2或k=(舍去)
解5:∵ PA⊥OP, PQ⊥OA
∴ △OPQ∽△OAP
∴ =
∴ OP2=OQ·OA
化簡得:2n4+2k2-k n4-4k=0
(k-2)(2k-n4)=0
∴k=2或k=(舍去)
13.如圖,在直角坐標系中,O是原點,A、B、C三點的坐標分別為A(18,0),B(18,6),C(8,6),四邊形OABC是梯形,點P、Q同時從原點出發(fā),分別坐勻速運動,其中點P沿OA向終點A運動,速度為每秒1個單位,點Q沿OC、CB向終點B運動,當這兩點有一點到達自己的終點時,另一點也停止運動。
(1)求出直線OC的解析式及經過O、A、C三點的拋物線的解析式。
(2)試在⑴中的拋物線上找一點D,使得以O、A、D為頂點的三角形與△AOC全等,請直接寫出點D的坐標。
(3)設從出發(fā)起,運動了t秒。如果點Q的速度為每秒2個單位,試寫出點Q的坐標,并寫出此時t的取值范圍。
QA
P
O
C(8,6)
B(18,6)
A(18,0)
x
y
(4)設從出發(fā)起,運動了t秒。當P、Q兩點運動的路程之和恰好等于梯形OABC的周長的一半,這時,直線PQ能否把梯形的面積也分成相等的兩部分,如有可能,請求出t的值;如不可能,請說明理由。
[解] (1)∵O、C兩點的坐標分別為O,C
設OC的解析式為,將兩點坐標代入得:
,,∴
∵A,O是軸上兩點,故可設拋物線的解析式為
再將C代入得:
∴
(2)D
(3)當Q在OC上運動時,可設Q,依題意有:
∴,∴Q,
當Q在CB上時,Q點所走過的路程為,∵OC=10,∴CQ=
∴Q點的橫坐標為,∴Q,
(4)∵梯形OABC的周長為44,當Q點OC上時,P運動的路程為,則Q運動的路程為
△OPQ中,OP邊上的高為:
梯形OABC的面積=,依題意有:
整理得: ∵△=,∴這樣的不存在
當Q在BC上時,Q走過的路程為,∴CQ的長為:
∴梯形OCQP的面積==36≠84×
∴這樣的值不存在
綜上所述,不存在這樣的值,使得P,Q兩點同時平分梯形的周長和面積
14.已知:如圖,拋物線與x軸交于A、B兩點,與y軸交于C點,∠ACB=90°,
(1)求m的值及拋物線頂點坐標;
(2)過A、B、C的三點的⊙M交y軸于另一點D,連結DM并延長交⊙M于點E,過E點的⊙M的切線分別交x軸、y軸于點F、G,求直線FG的解析式;
A
·
B
C
D
E
F
G
M
x
y
O
(3)在(2)條件下,設P為上的動點(P不與C、D重合),連結PA交y軸于點H,問是否存在一個常數k,始終滿足AH·AP=k,如果存在,請寫出求解過程;如果不存在,請說明理由.
[解] (1)由拋物線可知,點C的坐標為(0,m),且m<0.
設A(x1,0),B(x2,0).則有x1·x2=3m
又OC是Rt△ABC的斜邊上的高,∴△AOC∽△COB ∴
∴,即x1·x2=-m2
∴-m2=3m,解得 m=0 或m=-3
而m<0,故只能取m=-3
這時,
故拋物線的頂點坐標為(,-4)
(2)解法一:由已知可得:M(,0),A(-,0),B(3,0),
C(0,-3),D(0, 3)
∵拋物線的對稱軸是x=,也是⊙M的對稱軸,連結CE
∵DE是⊙M的直徑,
∴∠DCE=90°,∴直線x=,垂直平分CE,
∴E點的坐標為(2,-3)
∵,∠AOC=∠DOM=90°,
∴∠ACO=∠MDO=30°,∴AC∥DE
∵AC⊥CB,∴CB⊥DE
又FG⊥DE, ∴FG∥CB
由B(3,0)、C(0,-3)兩點的坐標易求直線CB的解析式為:
y=-3
可設直線FG的解析式為y=+n,把(2,-3)代入求得n=-5
故直線FG的解析式為y=-5
解法二:令y=0,解-3=0得
x1=-,x2=3
即A(-,0),B(3,0)
根據圓的對稱性,易知::⊙M半徑為2, M(,0)
在Rt△BOC中,∠BOC=90°,OB=3,,OC=3
∴∠CBO=30°,同理,∠ODM=30°。
而∠BME=∠DMO,∠DOM=90°,∴DE⊥BC
∵DE⊥FG, ∴BC∥FG
∴∠EFM=∠CBO=30°
在Rt△EFM中,∠MEF=90°,ME=2,∠FEM=30°,
∴MF=4,∴OF=OM+MF=5,
∴F點的坐標為(5,0)
在Rt△OFG中,OG=OF·tan30°=5×=5
∴G點的坐標為(0,-5)
∴直線 FG的解析式為y=-5
(3)解法一:
存在常數k=12,滿足AH·AP=12
連結CP
由垂徑定理可知,
∴∠P=∠ACH
(或利用∠P=∠ABC=∠ACO)
又∵∠CAH=∠PAC,
∴△ACH∽△APC
∴ 即AC2=AH·AP
在Rt△AOC中,AC2=AO2+OC2=()2+32=12
A
·
B
C
D
E
F
G
M
x
y
P
H
O
(或利用AC2=AO·AB=×4=12
∴AH·AP=12
解法二:
存在常數k=12,滿足AH·AP=12
設AH=x,AP=y(tǒng)
由相交弦定理得HD·HC=AH·HP
即
化簡得:xy=12
即 AH·AP=12
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