题目内容
【题目】如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于(2,0)、(1,0),与y轴交于C,直线l1经过点C且平行于x轴,与抛物线的另一个交点为D,将直线l1向下平移t个单位得到直线l2,l2与抛物线交于A、B两点.
(1)求抛物线解析式及点C的坐标;
(2)当t=2时,探究△ABC的形状,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,点M(m,0)在x轴上自由运动,过M作MN⊥x轴,交直线BC于P,交抛物线于N,若三个点M、N、P中恰有一个点是其他两个点连线段的中点(三点重合除外),则称M、N、P三点为“共谐点”,请直接写出使得M、P、N三点为“共谐点”的m的值.
【答案】(1)点C的坐标为(0,﹣1);(2)△ABC为直角三角形,理由见解析;(3)使得M、P、N三点为“共谐点”的m的值为或或或.
【解析】
(1)由点的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的解析式,再利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点C的坐标;
(2)由t和点C的坐标可得出直线l2为y=3,利用二次函数图象上点的坐标特征可得出点A、B的坐标,利用两点间的距离公式可求出AB、AC、BC的值,由AC2+BC2=AB2可得出△ABC为直角三角形;
(3)由点B、C的坐标利用待定系数法可求出直线BC的解析式,由点M的坐标可得出点N、P的坐标,分点M为中点、点N为中点及点P为中点三种情况找出关于m的一元二次方程,解之即可得出结论.
(1)将(2,0)、(1,0)代入y=﹣x2+bx+c,得:
,解得:,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+x﹣1.
当x=0时,y=﹣x2+x﹣1=﹣1,
∴点C的坐标为(0,﹣1).
(2)△ABC为直角三角形,理由如下:
∵t=2,直线l1:y=﹣1,
∴直线l2:y=﹣3.
当y=﹣3时,﹣x2+x﹣1=﹣3,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴点A的坐标为(﹣1,﹣3),点B的坐标为(4,﹣3).
∵点C的坐标为(0,﹣1),
∴AC=,BC=,AB=5.
∵AC2+BC2=25=AB2,
∴∠ACB=90°,
∴△ABC为直角三角形.
(3)设直线BC的解析式为y=kx+d(k≠0),
将B(4,﹣3)、C(0,﹣1)代入y=kx+d,得:
,解得:,
∴直线BC的解析式为y=﹣x﹣1.
∵点M的坐标为(m,0),
∴点N的坐标为(m,﹣m2+m﹣1),点P的坐标为(m,﹣m﹣1).
①当点M为中点时,有﹣m2+m﹣1﹣0=0﹣(﹣m﹣1),
整理得:m2﹣2m+4=0,
∵△=(﹣2)2﹣4×1×4=﹣12<0,
∴该情况不存在;
②当点N为中点时,有0﹣(﹣m2+m﹣1)=﹣m2+m﹣1﹣(﹣m﹣1),
整理得:2m2﹣7m+2=0,
解得:m1=,m2=;
③当点P为中点时,有0﹣(﹣m﹣1)=﹣m﹣1﹣(﹣m2+m﹣1),
整理得:m2﹣5m﹣2=0,
解得:m3=,m4=.
综上所述:使得M、P、N三点为“共谐点”的m的值为或或或.