题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c经过原点,与x轴交于另一点A,对称轴x=-2交x轴于点C,直线l过点N(0,-2),且与x轴平行,过点P作PM⊥l于点M,△AOB的面积为2.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当∠MPN=∠BAC时,求P点坐标;
(3)①求证PM=PC;
②若点Q坐标为(0,2),直接写出PQ+PC的最小值.
【答案】(1);(2)点P坐标为(,)或(,);(3)①见解析;②PQ+PC的最小值为4.
【解析】
(1)结合经过原点以及顶点和坐标轴进行计算即可;(2)设P点坐标为(x,),将P点在y轴左和右分类讨论解答.(3)①过点P作PD⊥BC于点D,则PD=x+2,DC=,结合(2),在Rt△PCD中运用勾股定理进行计算即可证明;②由①知,PM=PC,当Q、P、M三点共线时, PQ+PC的最小值为PQ+PM的最小值,求出最小值即可.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过原点,且对称轴为x=-2,
∴c=0,OA=4,又△AOB的面积为2,
∴BC=1,即顶点B的坐标为(-2,-1),
∴,,解得a=,b=1,
∴抛物线的解析式为;
(2)∵BC=1,AC=2,
∴tan∠BAC=,设P点坐标为(x,),如答图1,当点P在y轴右侧,PM=-(-2)=,MN=x,
∴tan∠MPN==,即,此方程无解;
如答图2,当点P在y轴左侧,此时PM=,MN=-x,
∴tan∠MPN==,即,解得,,则,,
∴点P坐标为(,)或(,);
(3)①如答图3,过点P作PD⊥BC于点D,则PD=x+2,DC=,
由(2)知PM=,在Rt△PCD中,
PC2===PM2,
∴PM=PC;
②由①知,PM=PC,
∴PQ+PC的最小值为PQ+PM的最小值,当Q、P、M三点共线时, PQ+PM=QM,
∵Q(0,2),
∴QM=QN=4,
∴ PQ+PC的最小值为4.