5.如图,已知点A(0,1)、C(4,3)、E(
154,
238),P是以AC为对角线的矩形ABCD内部(不
在各边上)的—个动点,点D在y轴,抛物线y=ax2+bx+1以P为顶点. (1)说明点A、C、E在一条条直线上;
(2)能否判断抛物线y=ax2+bx+1的开口方向?请说明理由;
(3)设抛物线y=ax2+bx+1与x轴有交点F、G(F在G的左侧),△GAO与△FAO的面积差为3,且这条抛物线与线段AE有两个不同的交点.这时能确定a、b的值吗?若能,请求出a、b的值;若不能,请确定a、b的取值范围. (本题图形仅供分析参考用)
Y D 12C P B O X [解] (1)由题意,A(0,1)、C(4,3)确定的解析式为:y=
将点E的坐标E(边=
12154x+1. A ,
238)代入y=
12x+1中,左边=
238,右
×154+1=
238,
12 x+1上,即点A、C、E在一条直线上.
∵左边=右边,∴点E在直线y=
(2)解法一:由于动点P在矩形ABCD内部,∴点P的纵坐标大于点A的纵坐标,而点A与点P都在抛物线上,且P为顶点,∴这条抛物线有最高点,抛物线的开口向下 解法二:∵抛物线y=ax+bx+c的顶点P的纵坐标为1<
4a—b4a22
4a—b4a2,且P在矩形ABCD内部,∴
<3,由1<1—
b24a得—
b24a>0,∴a<0,∴抛物线的开口向下.
12(3)连接GA、FA,∵S△GAO—S△FAO=3 ∴GO·AO—
12FO·AO=3 ∵OA=1,∴
GO—FO=6. 设F(x1,0)、G(x2,0),则x1、x2为方程ax2+bx+c=0的两个根,且x1<x2,又∵a<0,∴x1·x2=
1a<0,∴x1<0<x2,
Y baba∴GO= x2,FO= —x1,∴x2—(—x1)=6, 即x2+x1=6,∵x2+x1= —
∴—
=6,
D A C P E B ∴b= —6a,
∴抛物线解析式为:y=ax2—6ax+1, 其顶点P的坐标为(3,1—9a), ∵顶点P在矩形ABCD内部, ∴1<1—9a<3, ∴—
6a?1229F O G X <a<0.
y=ax2—6ax+1
12由方程组 y=
121x+1
得:ax2—(6a+
)x=0
∴x=0或x=
a=6+
2a.
当x=0时,即抛物线与线段AE交于点A,而这条抛物线与线段AE有两个不同的交点,则
有:0<6+
12a29≤
154,解得:—
11229≤a<—
11212 <b<
43综合得:—<a<— ∵b= —6a,∴
6.已知两点O(0,0)、B(0,2),⊙A过点B且与x轴分别相交于点O、C,⊙A被y轴分成段两圆弧,其弧长之比为3∶1,直线l与⊙A切于点O,抛物线的顶点在直线l上运动. (1)求⊙A的半径;
(2)若抛物线经过O、C两点,求抛物线的解析式;
(3)过l上一点P的直线与⊙A交于C、E两点,且PC=CE,求点E的坐标;
(4)若抛物线与x轴分别相交于C、F两点,其顶点P的横坐标为m,求△PEC的面积关于m的函数解析式.
[解] (1)由弧长之比为3∶1,可得∠BAO=90o
再由AB=AO=r,且OB=2,得r=2 (2)⊙A的切线l过原点,可设l为y=kx
任取l上一点(b,kb),由l与y轴夹角为45o可得: b=-kb或b=kb,得k=-1或k=1, ∴直线l的解析式为y=-x或y=x 又由r=2,易得C(2,0)或C(-2,0)
由此可设抛物线解析式为y=ax(x-2)或y=ax(x+2)
再把顶点坐标代入l的解析式中得a=1 ∴抛物线为y=x2-2x或y=x2+2x ……6分
(3)当l的解析式为y=-x时,由P在l上,可设P(m,-m)(m>0) 过P作PP′⊥x轴于P′,∴OP′=|m|,PP′=|-m|,∴OP=2m2,
又由切割线定理可得:OP2=PC·PE,且PC=CE,得PC=PE=m=PP′7分 ∴C与P′为同一点,即PE⊥x轴于C,∴m=-2,E(-2,2)…8分
y 0 x 同理,当l的解析式为y=x时,m=-2,E(-2,2)
(4)若C(2,0),此时l为y=-x,∵P与点O、点C不重合,∴m≠0且m≠2, 当m<0时,FC=2(2-m),高为|yp|即为-m, ∴S=
2(2?m)(?m)2?m?2m
2
同理当0<m<2时,S=-m2+2m;当m>2时,S=m2-2m; ?m2?2m(m?0或m?2)∴S=? 又若C(-2,0), 2?m?2m(0?m?2)??m2?2m(m??2或m?0)此时l为y=x,同理可得;S=? 2?m?2m(?2?m?0)?
y l
B l E P′ (-2,0)C O C(2,0) x
F C O y A A P F (2,0) C F x
7.如图,直线y?kx?4与函数y?交于C、D两点.
(1)若?COD的面积是?AOB的面积的2倍,求k与m之间的函数关系式;
(2)在(1)的条件下,是否存在k和m,使得以AB为直径的圆经过点P(2,0).若存在,求出k和m的值;若不存在,请说明理由.
y mx(x?0,m?0)的图像交于A、B两点,且与x、y轴分别
[解](1)设A(x1,y1),B(x2,y2)(其中x1?x2,y1?y2),
CA由S?COD?∴
122S?AOB,得S?COD?2(S?AOD?S?BOD)
OC··OD?2(
12OD··y1?212OD··y2),OC?22(y1?y2), BOPD又OC?4,∴(y1?y2)?8,即(y1?y2)?4y1y2?8, 由y?mx可得x?myx ,代入y?kx?4可得y?4y?km?0 ① 2y A ∴y1?y2?4,y1?y2??km, ∴16?4km?8,即k??2m又方程①的判别式??16?4km?8?0,
.
C∴所求的函数关系式为k??2m(m?0).
OMPBND(2)假设存在k,m,使得以AB为直径的圆经过点P(2,0). 则AP?BP,过A、B分别作x轴的垂线,垂足分别为M、N. ∵?MAP与?BPN都与?APM互余,∴?MAP ??BPN. ∴Rt?MAP∽Rt?NPB,∴∴
y1x2?2?2?x1y2AMPN?MPNBx .
my1?2)(my2?2)?y1y2?0,
,∴(x1?2)(x2?2)?y1y2?0, ∴(即m2?2m(y1?y2)?4y1y2?(y1y2)2?0 ②
由(1)知y1?y2?4,y1?y2?2,代入②得m2?8m?12?0,
m?6??m?2?1, ∴m?2或6,又k??,∴?或?k??m??k??13?2m?6??m?2?1. ∴存在k,m,使得以AB为直径的圆经过点P(2,0),且?或?k??k??1??3?8.已知抛物线y?mx2?(m?5)x?5(m?0)与x轴交于两点A(x1,0)、B(x2,0)(x1?x2),与y轴交于点C,且AB=6.
(1)求抛物线和直线BC的解析式.
(2)在给定的直角坐标系中,画抛物线和直线BC. (3)若?P过A、B、C三点,求?P的半径.
(4)抛物线上是否存在点M,过点M作MN?x轴于点N,使?MBN被直线BC分成面
积比为1?3的两部分?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
[解](1)由题意得:x1?x2?m?5m2,x1?x2??5m,x2?x1?6. y 20?m?5?2(x1?x2)?4x1x2?36,???36, ?m?m?解得m1?1,m2??57.
O x 经检验m=1,∴抛物线的解析式为:y?x2?4x?5. 或:由mx2?(m?5)x?5?0得,x?1或x??m>0, ?1??5m?6,?m?1.
2?5m ?抛物线的解析式为y?x?4x?5.
由x2?4x?5?0得x1??5,x2?1. ∴A(-5,0),B(1,0),C(0,-5). 设直线BC的解析式为y?kx?b,
?b??5,?b??5,??
k?b?0.k?5.??则?∴直线BC的解析式为y?5x?5. (2)图象略.
(3)法一:在RtDAOC中,?OA?OC?5,??OAC?45?.
??BPC?90?.
又BC?OB?OC22?26,
22∴?P的半径PB?26??13.
法二:
由题意,圆心P在AB的中垂线上,即在抛物线y?x2?4x?5的对称轴直线x??2上,设
P(-2,-h)(h>0),
连结PB、PC,则PB2?(1?2)2?h2,PC2?(5?h)2?22, 由PB2?PC2,即(1?2)2?h2?(5?h)2?22,解得h=2.
?P(?2,?2),??P的半径PB?(1?2)?2?2213.
法三:
延长CP交?P于点F.
?CF为?P的直径,??CAF??COB?90?. 又?ABC??AFC,?DACF~DOCB.
?CFBC?ACOC2,?CF?2AC?BCOC.
又AC?5?5?52,CO?5,BC?52?5265?1?2226,?
?CF??213.
??P的半径为13.
(4)设MN交直线BC于点E,点M的坐标为(t,t2?4t?5),则点E的坐标为(t,5t?5).
若SDMEB:SDENB?1:3,则ME:EN?1:3.
?EN:MN?3:4,?t?4t?5?2435(5t?5).
解得t1?1(不合题意舍去),t2??540?,?M?,?. 3?39?若SDMEB:SDENB?3:1,则ME:EN?3:1.
?EN:MN?1:4,?t?4t?5?4(5t?5).
2解得t3?1(不合题意舍去),t4?15,?M?15,280?.
?540??存在点M,点M的坐标为?,?或(15,280).
39??
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