
1.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C,连接AC,BC,将△OBC沿BC所在的直线翻折,得到△DBC,连接OD.
(1)用含a的代数式表示点C的坐标.
(2)如图1,若点D落在抛物线的对称轴上,且在x轴上方,求抛物线的解析式.
(3)设△OBD的面积为S1,△OAC的面积为S2,若,求a的值.
解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),
即c=﹣3a,
则点C(0,﹣3a);
(2)过点B作y轴的平行线BQ,过点D作x轴的平行线交y轴于点P、交BQ于点Q,
∵∠PCD+∠PDC=90°,∠PDC+∠QDB=90°,
∴∠QDB=∠DCP,
设:D(1,n),点C(0,﹣3a),
∠CPD=∠BQD=90°,
∴△CPD∽△DQB,
∴,
其中:CP=n+3a,DQ=3﹣1=2,PD=1,BQ=n,CD=﹣3a,BD=3,
将以上数值代入比例式并解得:a=±,
∵a<0,故a,
故抛物线的表达式为:yx2x;
(3)如图2,当点C在x轴上方时,连接OD交BC于点H,则DO⊥BC,
过点H、D分别作x轴的垂线交于点N、M,
设:OC=m=﹣3a,
S1=S△OBDOB×DMDM,
S2=S△OAC1×m,而,
则DM,HNDMOC,
∴BNBO,则ON=3,
则DO⊥BC,HN⊥OB,
则∠BHN=∠HON,则tan∠BHN=tan∠HON,
则HN2=ON×BN()2,
解得:m=±6(舍去负值),
CO=|﹣3a|=6,
解得:a=﹣2(不合题意值已舍去),
故:a=﹣2.
当点C在x轴下方时,同理可得:a=2(舍去);
故a=﹣2,
综上,a=±2.
2.若关于x的二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c为常数)与x轴交于两个不同的点A(x1,0),B(x2,0),与y轴交于点C,其图象的顶点为点M,O是坐标原点.
(1)若A(﹣2,0),B(4,0),C(0,3),求此二次函数的解析式并写出二次函数的对称轴;
(2)如图1,若a>0,b>0,△ABC为直角三角形,△ABM是以AB=2的等边三角形,试确定a,b,c的值;
(3)设m,n为正整数,且m≠2,a=1,t为任意常数,令b=3﹣mt,c=﹣3mt,如果对于一切实数t,AB≥|2t+n|始终成立,求m、n的值.
解:(1)函数的表达式为:y=a(x+2)(x﹣4)=a(x2﹣2x﹣8),
则﹣8a=3,解得:a,
故抛物线的表达式为:yx2x+3;
(2)△ABM是等边三角形,则点M的纵坐标为:2×sin60°,
如图所示,△ABC为直角三角形,则∠ACB=90°,
设点A、B的横坐标分别为:m、n,即n=m+2,
△ABM是等边三角形,则点M的坐标为:(m+1,),
抛物线的表达式为:y=a(x﹣m)(x﹣m﹣2),
将点M的坐标代入上式并解得:a,
则抛物线的表达式为:y(x﹣m)(x﹣n),
则点C的坐标为:(0,mn),
△ABC为直角三角形,OC2=OA•OB,即(mn)2=﹣mn,
解得:mn,而n﹣m=2,
解得:m=﹣1,n=1,
则抛物线的表达式为:y=a(x﹣m)(x﹣n)x2+2x,
故a,b=2,c;
(3)y=ax2+bx+c=x2+(3﹣mt)x﹣3mt,
则x1+x2=mt﹣3,x1x2=﹣3mt,
AB=x2﹣x1|mt+3|≥|2t+n|,
则m2t2+6mt+9≥4t2+4tn+n2,
即:(m2﹣4)t2+(6m﹣4n)t+(9﹣n2)≥0,
由题意得:m2﹣4>0,△=(6m﹣4n)2﹣4(m2﹣4)(9﹣n2)≤0,
解得:mn=6,
故:m=3,n=2或m=6,n=1.
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线yx2+bx+c与x轴交于B,C两点,与y轴交于点A,直线yx+2经过A,C两点,抛物线的对称轴与x轴交于点D,直线MN与对称轴交于点G,与抛物线交于M,N两点(点N在对称轴右侧),且MN∥x轴,MN=7.
(1)求此抛物线的解析式.
(2)求点N的坐标.
(3)过点A的直线与抛物线交于点F,当tan∠FAC时,求点F的坐标.
(4)过点D作直线AC的垂线,交AC于点H,交y轴于点K,连接CN,△AHK沿射线AC以每秒1个单位长度的速度移动,移动过程中△AHK与四边形DGNC产生重叠,设重叠面积为S,移动时间为t(0≤t),请直接写出S与t的函数关系式.
解:(1)直线yx+2经过A,C两点,则点A、C的坐标分别为(0,2)、(4,0),
则c=2,抛物线表达式为:yx2+bx+2,
将点C坐标代入上式并解得:b,
故抛物线的表达式为:yx2x+2…①;
(2)抛物线的对称轴为:x,
点N的横坐标为:5,
故点N的坐标为(5,﹣3);
(3)∵tan∠ACOtan∠FAC,
即∠ACO=∠FAC,
①当点F在直线AC下方时,
设直线AF交x轴于点R,
∵∠ACO=∠FAC,则AR=CR,
设点R(r,0),则r2+4=(r﹣4)2,解得:r,
即点R的坐标为:(,0),
将点R、A的坐标代入一次函数表达式:y=mx+n得:,
解得:,
故直线AR的表达式为:yx+2…②,
联立①②并解得:x,故点F(,);
②当点F在直线AC的上方时,
∵∠ACO=∠F′AC,∴AF′∥x轴,
则点F′(3,2);
综上,点F的坐标为:(3,2)或(,);
(4)如图2,设∠ACO=α,则tanα,则sinα,cosα;
①当0≤t时(左侧图),
设△AHK移动到△A′H′K′的位置时,直线H′K′分别交x轴于点T、交抛物线对称轴于点S,
则∠DST=∠ACO=α,过点T作TL⊥KH,
则LT=HH′=t,∠LTD=∠ACO=α,
则DTt,DS,
S=S△DSTDT×DSt2;
②当t时(右侧图),
同理可得:S=S梯形DGS′T′DG×(GS′+DT′)3+()t;
③当t时,
同理可得:St;
综上,S.
4.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为AB边上的一点,以AD为直径的⊙O交BC于点E,交AC于点F,过点C作CG⊥AB交AB于点G,交AE于点H,过点E的弦EP交AB于点Q(EP不是直径),点Q为弦EP的中点,连结BP,BP恰好为⊙O的切线.
(1)求证:BC是⊙O的切线.
(2)求证:.
(3)若sin∠ABC═,AC=15,求四边形CHQE的面积.
(1)证明:连接OE,OP,
∵AD为直径,点Q为弦EP的中点,
∴PE⊥AB,点Q为弦EP的中点,
∴AB垂直平分EP,
∴PB=BE,
∵OE=OP,OB=OB,
∴△BEO≌△BPO(SSS),
∴∠BEO=∠BPO,
∵BP为⊙O的切线,
∴∠BPO=90°,
∴∠BEO=90°,
∴OE⊥BC,
∴BC是⊙O的切线.
(2)证明:∵∠BEO=∠ACB=90°,
∴AC∥OE,
∴∠CAE=∠OEA,
∵OA=OE,
∴∠EAO=∠AEO,
∴∠CAE=∠EAO,
∴.
(3)解:∵AD为的⊙O直径,点Q为弦EP的中点,
∴EP⊥AB,
∵CG⊥AB,
∴CG∥EP,
∵∠ACB=∠BEO=90°,
∴AC∥OE,
∴∠CAE=∠AEO,
∵OA=OE,
∴∠EAQ=∠AEO,
∴∠CAE=∠EAO,
∵∠ACE=∠AQE=90°,AE=AE,
∴△ACE≌△AQE(AAS),
∴CE=QE,
∵∠AEC+∠CAE=∠EAQ+∠AHG=90°,
∴∠CEH=∠AHG,
∵∠AHG=∠CHE,
∴∠CHE=∠CEH,
∴CH=CE,
∴CH=EQ,
∴四边形CHQE是平行四边形,
∵CH=CE,
∴四边形CHQE是菱形,
∵sin∠ABC═sin∠ACG═,
∵AC=15,
∴AG=9,
∴CG12,
∵△ACE≌△AQE,
∴AQ=AC=15,
∴QG=6,
∵HQ2=HG2+QG2,
∴HQ2=(12﹣HQ)2+62,
解得:HQ,
∴CH=HQ,
∴四边形CHQE的面积=CH•GQ6=45.
5.如图,△ABC中,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆,BO的延长线交边AC于点D.
(1)求证:∠BAC=2∠ABD;
(2)当△BCD是等腰三角形时,求∠BCD的大小;
(3)当AD=2,CD=3时,求边BC的长.
(1)证明:连接OA.
∵AB=AC,
∴,
∴OA⊥BC,
∴∠BAO=∠CAO,
∵OA=OB,
∴∠ABD=∠BAO,
∴∠BAC=2∠ABD.
(2)解:如图2中,延长AO交BC于H.
①若BD=CB,则∠C=∠BDC=∠ABD+∠BAC=3∠ABD,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠C,
∴∠DBC=2∠ABD,
∵∠DBC+∠C+∠BDC=180°,
∴8∠ABD=180°,
∴∠C=3∠ABD=67.5°.
②若CD=CB,则∠CBD=∠CDB=3∠ABD,
∴∠C=4∠ABD,
∵∠DBC+∠C+∠CDB=180°,
∴10∠ABD=180°,
∴∠BCD=4∠ABD=72°.
③若DB=DC,则D与A重合,这种情形不存在.
综上所述,∠C的值为67.5°或72°.
(3)如图3中,作AE∥BC交BD的延长线于E.
则,
∴,设OB=OA=4a,OH=3a,
∵BH2=AB2﹣AH2=OB2﹣OH2,
∴25﹣49a2=16a2﹣9a2,
∴a2,
∴BH,
∴BC=2BH.
