题目内容

【题目】二次函数的顶点M是直线=-和直线的交点.

(1)若直线过点D(0,-3),求M点的坐标及二次函数的解析式;

(2)试证明无论取任何值,二次函数的图象与直线总有两个不同的交点;

(3)在(1)的条件下,若二次函数的图象与轴交于点C,与的右交点为A,试在直线=-上求异于M的点P,使P在△CMA的外接圆上.

【答案】(1)M点坐标为M(2,-1),二次函数的解析式为: -4+3;

(2)证明见解析;

(3)P(-

【解析】(本小题满分14分)

解:(1)把D(0,-3)坐标代入直线中,

=-3,从而得直线-3.……………………………………………1分

由M为直线=-与直线-3的交点,

,………………………………………………………………………2分

解得,∴得M点坐标为M(2,-1).…………………………………3分

∵M为二次函数的顶点,∴其对称轴为=2,

由对称轴公式: =-,得-=2,∴=-4;

=-1,得=-1,得=3.

∴二次函数的解析式为: -4+3;………………4分

[也可用顶点式求得解析式:由M(2,-1),

-1,展开得-4+3]

(2)∵M是直线=-的交点,得

解得,∴得M点坐标为M(- ).…………………………1分

从而有-=-

解得 .…………………………………………………3分

,得+(-1)=0,……………………4分

该一元二次方程根的判别式

⊿=(-1)-4(

=(-1)-4()=1>0,…………………………5分

∴二次函数的图象与直线总有两个不同的交点;

(3)解法①:

由(1)知,二次函数的解析式为: -4+3,

=0时, =3.∴点C的坐标为C(0,3).……………………………1分

=0,即-4+3=0,解得=1, =3,

∴点A的坐标为A(3,0).………………………………………………………2分

由勾股定理,得AC=3.∵M点的坐标为M(2,-1),

过M点作轴的垂线,垂足的坐标应为(2,0),由勾股定理,

得AM=;过M点作轴的垂线,垂足的坐标应为(0,-1),

由勾股定理,得CM==2

∵AC+AM=20=CM,∴△CMA是直角三角形,……………………3分

CM为斜边,∠CAM=90°.

直线=-与△CMA的外接圆的一个交点为M,另一个交点为P,

则∠CPM=90°.即△CPM为Rt△.………………………………………4分

设P点的横坐标为,则P(,- ).过点P作轴垂线,

过点M作轴垂线,两条垂线交于点E(如图4),则E(,-1).

过P作PF⊥轴于点F,则F(0,- ).

在Rt△PEM中,PM=PE+EM

=(-+1)+(2--5+5.

在Rt△PCF中,PC=PF+CF+(3+

+3+9.在Rt△PCM中,PC+PM=CM

+3+9+-5+5=20,

化简整理得5-4-12=0,解得=2, =-

=2时, =-1,即为M点的横、纵坐标.

∴P点的横坐标为-,纵坐标为

∴P(- ).……………………………………………………………………5分

解法②[运用现行高中基本知识(解析几何):线段中点公式及两点间距离公式]:

设线段CM的中点(即△CMA内接圆的圆心)为H,则由线段中点公式,可求出H的坐标为H(1,1).∵点P在⊙H上,∴点P到圆心H的距离等于半径.

设点P的坐标为:P(,- ),由两点间的距离公式,得PH的长度为:

,从而有: ,即

=5,化简,整理,得化简整理得5-4-12=0,解得=2, =-.当=2时, =-1,即为M点的横、纵坐标.

∴P点的横坐标为-,纵坐标为

∴P(- ).

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