题目内容
【题目】已知两直线l1,l2分别经过点A(1,0),点B(﹣3,0),并且当两直线同时相交于y正半轴的点C时,恰好有l1⊥l2,经过点A、B、C的抛物线的对称轴与直线l2交于点K,如图所示.
(1)求点C的坐标,并求出抛物线的函数解析式;
(2)抛物线的对称轴被直线l1,抛物线,直线l2和x轴依次截得三条线段,问这三条线段有何数量关系?请说明理由;
(3)当直线l2绕点C旋转时,与抛物线的另一个交点为M,请找出使△MCK为等腰三角形的点M,简述理由,并写出点M的坐标.
【答案】(1)抛物线的函数解析式为;(2)截得三条线段的数量关系为KD=DE=EF.理由见解析;(3)当点M的坐标分别为(﹣2,),(﹣1,)时,△MCK为等腰三角形.
【解析】
解:(1)∵l1⊥l2,
∴∠ACB=90°,即∠ACO+∠BCO=90°,
又∠ACO+∠CAO=90°,
∴∠BCO=∠CAO,又∠COA=∠BOC=90°
∴△BOC∽△COA,
∴ ,
即,
∴,
∴点C的坐标是(0,),
由题意,可设抛物线的函数解析式为,
把A(1,0),B(﹣3,0)的坐标分别代入,
得 ,
解这个方程组,得,
∴抛物线的函数解析式为.
(2)截得三条线段的数量关系为KD=DE=EF.
理由如下:
可求得直线l1的解析式为,直线l2的解析式为,
抛物线的对称轴为直线x=-1,
由此可求得点K的坐标为(﹣1,),
点D的坐标为(﹣1,),点E的坐标为(﹣1,),点F的坐标为(﹣1,0),
∴KD=,DE=,EF=,
∴KD=DE=EF.
(3)当点M的坐标分别为(﹣2,),(﹣1,)时,△MCK为等腰三角形.
理由如下:
(i)连接BK,交抛物线于点G,易知点G的坐标为(﹣2,),
又∵点C的坐标为(0,),则GC∥AB,
∵可求得AB=BK=4,且∠ABK=60°,即△ABK为正三角形,
∴△CGK为正三角形
∴当l2与抛物线交于点G,即l2∥AB时,符合题意,此时点M1的坐标为(﹣2,),
(ii)连接CD,由KD=,CK=CG=2,∠CKD=30°,易知△KDC为等腰三角形,
∴当l2过抛物线顶点D时,符合题意,此时点M2坐标为(﹣1,),
(iii)当点M在抛物线对称轴右边时,只有点M与点A重合时,满足CM=CK,
但点A、C、K在同一直线上,不能构成三角形,
综上所述,当点M的坐标分别为(﹣2,),(﹣1,)时,△MCK为等腰三角形.