题目内容
【题目】已知抛物线的顶点在轴上.
(1)若点是抛物线最低点,且落在轴正半轴上,直接写出的取值范围;
(2),是抛物线上两点,若,则;若,则,且当的绝对值为4时,为等腰直角三角形(其中).
①求抛物线的解析式;
②设中点为,若,求点纵坐标的最小值.
【答案】(1);(2)①;②当时,最小值是2.
【解析】
(1)由顶点是抛物线最低点,可判断抛物线开口向上,可判定a的符号;根据抛物线的解析式确定顶点坐标,根据顶点A落在轴正半轴上,可判定h、k的取值范围;
(2)①由已知可得当x<0时,y随x的增大而减小,当x>0时,y随x的增大而增大,所以对称轴为轴,即可确定抛物线为y=ax2,再由△APQ为等腰直角三角形和y1的绝对值为4,得到a=;
②设N点坐标为(x,y),PQ2=8y+4y2-(x1x2+4)2+4≥36,所以4(y+1)2≥36+(x1x2+4)2,当x1x2=-4时,y有最小值,y+1≥3,y≥2, 即N点纵坐标最小值为2.
(1)∵抛物线有最低点,
∴a>0,
∵抛物线的顶点坐标为(h,k)在x轴正半轴上,
∴h>0,k=0;
(2)①∵当时,;则,
∴当x<0时,y随x的增大而减小,
当时,;则
∴当x>0时,y随x的增大而增大,
∴抛物线的对称轴是轴,且开口向上
又顶点在轴上,所以顶点是原点
∴抛物线的解析式为,且
当是等腰直角三角形,时,,
又为顶点,所以点关于抛物线对称轴轴对称.
,
∴
设交轴于点,则,
∴点中一个坐标为,另一个为
把代入,解得
∴抛物线的解析式为
②PQ2=(x1-x2)2+(y1-y2)2≥36,
∵y1=x12,y2=x22,
∴PQ2=(x1-x2)2+(y1-y2)2
=(x1-x2)2+(x12-x22)2
=(x1-x2)2+(x12+x22)2-x12x22
=x12+x22-2x1x2+(x12+x22)2-x12x22
=4(y1+y2)+(y1+y2)2-(x12x22+8x1x2)
=4(y1+y2)+(y1+y2)2-(x12x22+8x1x2+16-16)
=4(y1+y2)+(y1+y2)2-(x1x2+4)2+4
∵设N点坐标为(x,y),N是PQ的中点,
∴ >0
∴2x=x1+x2,2y=y1+y2,
∴PQ2=8y+4y2-(x1x2+4)2+4≥36,
∴4(y+1)2≥36+(x1x2+4)2,
∵y+1>0
当x1x2=-4时,y有最小值,
∴y+1≥3,
∴y≥2,
∴点N纵坐标的最小值为2