题目内容

(2012•宁波)如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象交x轴于A(-1,0),B(2,0),交y轴于C(0,-2),过A,C画直线.
(1)求二次函数的解析式;
(2)点P在x轴正半轴上,且PA=PC,求OP的长;
(3)点M在二次函数图象上,以M为圆心的圆与直线AC相切,切点为H.
①若M在y轴右侧,且△CHM∽△AOC(点C与点A对应),求点M的坐标;
②若⊙M的半径为
4
5
5
,求点M的坐标.
分析:(1)根据与x轴的两个交点A、B的坐标,设出二次函数交点式解析式y=a(x+1)(x-2),然后把点C的坐标代入计算求出a的值,即可得到二次函数解析式;
(2)设OP=x,然后表示出PC、PA的长度,在Rt△POC中,利用勾股定理列式,然后解方程即可;
(3)①根据相似三角形对应角相等可得∠MCH=∠CAO,然后分(i)点H在点C下方时,利用同位角相等,两直线平行判定CM∥x轴,从而得到点M的纵坐标与点C的纵坐标相同,是-2,代入抛物线解析式计算即可;(ii)点H在点C上方时,根据(2)的结论,点M为直线PC与抛物线的另一交点,求出直线PC的解析式,与抛物线的解析式联立求解即可得到点M的坐标;
②在x轴上取一点D,过点D作DE⊥AC于点E,可以证明△AED和△AOC相似,根据相似三角形对应边成比例列式求解即可得到AD的长度,然后分点D在点A的左边与右边两种情况求出OD的长度,从而得到点D的坐标,再作直线DM∥AC,然后求出直线DM的解析式,与抛物线解析式联立求解即可得到点M的坐标.
解答:解:(1)设该二次函数的解析式为:y=a(x+1)(x-2),
将x=0,y=-2代入,得-2=a(0+1)(0-2),
解得a=1,
∴抛物线的解析式为y=(x+1)(x-2),
即y=x2-x-2;

(2)设OP=x,则PC=PA=x+1,
在Rt△POC中,由勾股定理,得x2+22=(x+1)2
解得,x=
3
2

即OP=
3
2


(3)①∵△CHM∽△AOC,
∴∠MCH=∠CAO,
(i)如图1,当H在点C下方时,
∵∠MCH=∠CAO,
∴CM∥x轴,
∴yM=-2,
∴x2-x-2=-2,
解得x1=0(舍去),x2=1,
∴M(1,-2),
(ii)如图1,当H在点C上方时,
∵∠MCH=∠CAO,
∴PA=PC,由(2)得,M′为直线CP与抛物线的另一交点,
设直线CM的解析式为y=kx-2,
把P(
3
2
,0)的坐标代入,得
3
2
k-2=0,
解得k=
4
3

∴y=
4
3
x-2,
4
3
x-2=x2-x-2,
解得x1=0(舍去),x2=
7
3

此时y=
4
3
×
7
3
-2=
10
9

∴M′(
7
3
10
9
),

②在x轴上取一点D,如图(备用图),过点D作DE⊥AC于点E,使DE=
4
5
5

在Rt△AOC中,AC=
AO2+CO2
=
12+22
=
5

∵∠COA=∠DEA=90°,∠OAC=∠EAD,
∴△AED∽△AOC,
AD
AC
=
DE
OC

AD
5
=
4
5
5
2

解得AD=2,
∴D(1,0)或D(-3,0).
过点D作DM∥AC,交抛物线于M,如图(备用图)
则直线DM的解析式为:y=-2x+2或y=-2x-6,
当-2x-6=x2-x-2时,即x2+x+4=0,方程无实数根,
当-2x+2=x2-x-2时,即x2+x-4=0,解得x1=
-1-
17
2
,x2=
-1+
17
2

∴点M的坐标为(
-1-
17
2
,3+
17
)或(
-1+
17
2
,3-
17
).
点评:本题是对二次函数的综合考查,主要利用了待定系数法求二次函数解析式,勾股定理,相似三角形的性质,两函数图象交点的求解方法,综合性较强,难度较大,要注意分情况讨论求解.
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