题目内容
【题目】如图,抛物线y=mx2-16mx+48m(m>0)与x轴交于A、B两点(点B在点A左侧),与y轴交于点C,点D是抛物线上的一个动点,且位于第四象限,连接OD、BD、AC、AD,延长AD交y轴于点E.
(1)若△OAC为等腰直角三角形,求m的值.
(2)若对任意m>0,C、E两点总关于原点对称,求点D的坐标(用含m的式子表示).
(3)当点D运动到某一位置时,恰好使得∠ODB=∠OAD,且点D为线段AE的中点,此时对于该抛物线上任意一点P(x0,y0)总有n≥-4my02-12y0-50成立,求实数n的最小值.
【答案】(1)m=;(2)点D的坐标为(8,-16m);(3)实数n的最小值为
【解析】
(1)根据y=mx2-16mx+48m=m(x-4)(x-12),可得A(12,0),C(0,48m),再根据OA=OC,即可得到12=48m,进而得出m的值;
(2)根据C、E两点总关于原点对称,得到E(0,48m),根据E(0,48m),A(12,0)可得直线AE的解析式,最后解方程组即可得到直线AE与抛物线的交点D的坐标;
(3)根据△ODB∽△OAD,可得OD=4,进而得到D(6,2),代入抛物线y=mx216mx+48m,求出m可得抛物线解析式,再根据点P(x0,y0)为抛物线上任意一点,即可得出y0≥,令t=-4my02-12y0-50,求出t最大值=2()2+4=,即可得实数n的最小值为.
解:(1)令y=mx2-16mx+48m=m(x-4)(x-12)=0,
则x1=12,x2=4,
∴A(12,0),即OA=12,
又∵C(0,48m),
∴当△OAC为等腰直角三角形时,OA=OC,即12=48m,
∴m=;.
(2)由(1)可知点C(0,48m),
∵对任意m>0,C、E两点总关于原点对称,
∴必有E(0,-48m),
设直线AE的解析式为y=kx+b(k≠0),
将E(0,-48m),A(12,0)代入,可得 ,解得,
∴直线AE的解析式为y=4mx-48m,
∵点D为直线AE与抛物线的交点,
∴解方程组,得或(舍去),
∴点D的坐标为(8,-16m);
(3)当∠ODB=∠OAD,∠DOB=∠AOD时,△ODB∽△OAD,
∴,
∴OD2=OA×OB=12×4=48,
∴OD=4,
又∵点D为线段AE的中点,
∴AE=2OD=8,
又∵OA=12,
∴OE= =4,
∴D(6,-2),
把D(6,-2)代入抛物线y=mx2-16mx+48m,可得-2=36m-96m+48m,
解得:m=,
∴抛物线的解析式为y=(x-4)(x-12),即y=(x-8)2-,
∵点P(x0,y0)为抛物线上任意一点,
∴y0≥-,
令t=-4my02-12y0-50=-2y02-12y0-50=-2(y0+3)2+4,
则当y0≥-时,t最大值=-2(-+3)2+4=,
若要使n≥-4my02-12y0-50成立,则n≥,
∴n≥,
∴实数n的最小值为.