题目内容

【题目】如图,顶点为M的抛物线yax2+bx+3x轴交于A30),B(﹣10)两点,与y轴交于点C

1)求这条抛物线对应的函数表达式;

2)问在y轴上是否存在一点P,使得PAM为直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.

3)若在第一象限的抛物线下方有一动点D,满足DAOA,过DDGx轴于点G,设ADG的内心为I,试求CI的最小值.

【答案】1y=﹣x2+2x+3;(2)存在,点P坐标为(0,﹣)或(01)或(03)或(0),理由见解析;(3

【解析】

1)将A30),B(﹣10)两点的坐标代入yax2+bx+3即可求得答案;

2)设点P坐标为(0p),可求得顶点M14),利用两点之间的距离公式分别求得,分类讨论计算:当∠PAM90°、∠APM90°、∠AMP90°p的值,从而得到结论;

3)根据三角形内心的定义作三边的高线,根据三角形内心的性质知四边形IEGH是正方形,设点I坐标为(mn),根据点的坐标的意义及切线长定理求得:AGn+3mDGm+n,由勾股定理DG2+AG2DA2化简并配方得:(m2+n+2,逆用两点之间的距离公式知:点Imn)与定点Q,﹣)的距离为,当点I在线段CQ上时,CI最小,从而求得答案.

解:(1)∵抛物线yax2+bx+3过点A30),B(﹣10

解得:

∴这条抛物线对应的函数表达式为y=﹣x2+2x+3

2)在y轴上存在点P,使得PAM为直角三角形.

y=﹣x2+2x+3=﹣(x12+4,∴顶点M14),

AM2=(312+4220

设点P坐标为(0p),

AP232+p29+p2MP212+4p2178p+p2/span>

若∠PAM90°,则AM2+AP2MP2

20+9+p2178p+p2,解得:p=﹣

P0,﹣);

②若∠APM90°,则AP2+MP2AM2

9+p2+178p+p220,解得:p11p23

P01)或(03);

③若∠AMP90°,则AM2+MP2AP2

20+178p+p29+p2,解得:p

P0

综上所述,点P坐标为(0,﹣)或(01)或(03)或(0)时,PAM

直角三角形.

3)如图,过点IIEx轴于点EIFAD于点FIHDG于点H

DGx轴于点G,∴∠HGE=∠IEG=∠IHG90°,∴四边形IEGH是矩形,

∵点IADG的内心,∴IEIFIHAEAFDFDHEGHG

∴矩形IEGH是正方形,

设点I坐标为(mn),

OEmHGGEIEn

AFAEOAOE3m

AGGE+AEn+3m

DAOA3

DHDFDAAF3﹣(3m)=m

DGDH+HGm+n

DG2+AG2DA2,∴(m+n2+n+3m232

∴化简得:m23m+n2+3n0

配方得:(m2+n+2

∴点Imn)与定点Q,﹣)的距离为

∴点I在以点Q,﹣)为圆心,半径为的圆在第一象限的弧上运动,

∴当点I在线段CQ上时,CI最小,

CQ,∴CICQIQ

CI最小值为

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