问题详情:
如图,在平面直角坐标系中,函数的图像交轴于点、,交轴于点,它的对称轴交轴于点.过点作轴交抛物线于点,连接并延长交轴于点,交抛物线于点.直线交于点,交抛物线于点,连接、.
备用图
(1)点的坐标为:______;
(2)当是直角三角形时,求的值;
(3)与有怎样的位置关系?请说明理由.
【回答】
(1)(1,0);(2) 或;(3)平行,理由见解析
【分析】
(1)根据二次函数的对称轴为,代入即可求出E点坐标;
(2)将ED、AF的解析式用的代数式表示,然后由DE解析式令y=0求出F点坐标,由AF解析式令y=求出H点坐标,再根据△HEF是直角三角形分哪个顶点为直角顶点进行讨论,由勾股定理求解即可;
(3)直线DE和抛物线联立方程组求出G点坐标,直线AF和抛物线联立方程组求出K点坐标,最后计算直线GK的和直线HE的相等即可求解.
【详解】
解:(1)由题意可知,抛物线的对称轴为,
∴E点的坐标为(1,0),
故*为(1,0).
(2)由题意知,C点坐标为(0,3a),C和D点关于对称轴对称,∴D坐标为(2,3a),
设直线DE的解析式为y=kx+m,代入E(1,0)和D(2,3a),
即,解得,
∴直线DE的解析式为y=3ax-3a,
令y=0,∴F(0,-3a),
令中,即:,
解得,∴A(-1,0),
设直线AF的解析式为y=bx+t,代入A(-1,0),F(0,-3a),
即,解得,
∴直线AF的解析式为y=-3ax-3a,
令y=-3ax-3a中y=3a,解得H点坐标(-2,3a),
∴H(-2,3a),E(1,0),F(0,-3a)
故EF²=(1-0)²+(0+3a)²=1+9a²,
EH²=(1+2)²+(0-3a)²=9+9a²,
FH²=(0+2)²+(-3a-3a)²=36a²+4,
∵△EFH为直角三角形,∴分类讨论谁是直角顶角,
情况一:∠E为直角顶角时,则EF²+EH²=FH²,
即:1+9a²+9+9a²=36a²+4,解得:a=,又a>0,故a=;
情况二:∠F为直角顶角时,则EF²+FH²=EH²,
即:1+9a²+36a²+4=9+9a²,解得:a=,又a>0,故a=;
情况三:∠H为直角顶角时,则FH²+EH²=EF²,
即:36a²+4+9+9a²=1+9a²,此时无解;
∴综上所述,a的值为或;
故*为:或;
(3)联立直线DF与抛物线的解析式:
,整理得:,
解得,,∴G点坐标为(-3,-12a),
同理,联立直线AF与抛物线的解析式:
,整理得:,
解得,,∴K点坐标为(6,-21a),
∴直线GK的,
直线HE的,
即直线GK的k值与直线HE的k值相同,
∴GK与HE平行.
故*为:与有怎样的位置关系是平行.
【点睛】
本题考查了二次函数的图像及*质,二次函数与一次函数的交点坐标的求法,一次函数的解析式,直角三角形的*质等知识点,熟练掌握二次函数的*质,学会联立方程组求函数的交点坐标是解决本题的关键.
知识点:二次函数单元测试
题型:解答题