問題詳情:
如圖,拋物線y=x2+bx+c與x軸交於A、B兩點(點A在點B的左側),與y軸交於點C,拋物線的頂點為M,對稱軸交x軸於E,點D在第一象限,且在拋物線的對稱軸上,DE=OC,DM=.
(1)求拋物線的對稱軸方程;
(2)若DA=DC,求拋物線的解析式;
(3)在(2)的條件下,點P是拋物線對稱軸上的一個動點,若在直線BM上只存在一個點Q,使∠PQC=45°,求點P的座標.
【回答】
(1)x=5;(2)y=x2﹣x+4;(3)點P的座標為(5,9)或(5,).
【分析】
(1)D點座標( ,c),M點座標(, ), ,化簡求出b值;代入計算, 即是對稱軸的方程.
(2)利用韋達定理求出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)作的外接圓,圓心點K 到點C、Q距離相等,構造一個含座標參數的方程,線段KQ只有一個解,利用根的判別式,計算出P點座標.
【詳解】
(1)∵OC=c,DE=OC=c,點D在拋物線對稱軸上,
∴點D縱座標為c,
∵點M是拋物線頂點,
∴點M的縱座標為,
則DM=c﹣(c﹣b2)=, ;
解得b=(捨去),或b=﹣,
拋物線的對稱軸為直線x=﹣==5;
(2)由(1)可知拋物線的表達式為y=x2﹣x+c,
令y=x2﹣x+c=0,設A、B兩點橫座標為xA、xB,則xA+xB=10,xAxB=4c,
則AB===,
在Rt中,AE=AB,DE=c,AD=DC=5,
由勾股定理得:AD2=DE2+AE2, ,
25=c2+25﹣4c,化簡得: ,解得c=4,
故拋物線的表達式為y=x2﹣x+4;
(3)如圖,連接PQ、PC、QC,作的外接圓K,連接KP、KC,
過點K作y軸的垂線,交y軸於點F,交拋物線的對稱軸於點N,
設點K的座標為(m,n),點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,
故點K的座標為(m,m﹣1),點P的座標為(5,2m﹣1).
由拋物線的表達式知,頂點M的座標為(5,﹣),點B的座標為(8,0),
由點B、M的座標得,直線MB的表達式為y=x﹣6,
設點Q的座標為(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,關於r的一元二次方程,
∵直線BM上只存在一個點Q,r的解只有一個,
∴△=(m+)2﹣4××20m=0,
解得m=5或,
點P座標(5,t),t=2m﹣1,當m=5時,t=9;
當m=時,t=;
故點P的座標為(5,9)或(5,).
【點睛】
本題考查勾股定理,一元二次方程根的判別式,二次函數圖像*質,圓與直線關係;涵蓋知識點多,理解題中“直線BM上只存在一個點Q”隱含的條件,即的外接圓與直線BM相切,這是解決第三個問題的關鍵.
知識點:解一元二次方程
題型:解答題