题目内容
【题目】已知抛物线C1:y=ax2+bx+b2向左平移1个单位长度,再向上平移4个单位长度得到抛物线C2:y=x2.
(1)直接写出抛物线C1的解析式;
(2)如图1,已知抛物线C1交x轴于点A、点B,点A在点B的左侧,点P(2,t)在抛物线C1上,CB⊥PB交抛物线于点C,求C点的坐标;
(3)已知点E、点M在抛物线C2上,EM∥x轴,点E在点M左侧,过点M的直线MD与抛物线C2只有一个公共点(MD与y轴不平行),直线DE与抛物线交于另一点N.若线段NE=DE,设点M、N的横坐标分别为m、n,求m和n的数量关系(用含m的式子表示n)
【答案】(1)y=(x﹣1)2﹣4;(2)C(﹣,);(3)n=(1)m.
【解析】
(1)抛物线C2:y=x2向右平移1个单位长度,再向下平移4个单位长度得到C1,即可求解;
(2)过点B作y轴的平行线MN,过点C作CM⊥MN于点M,过点P作PN⊥MN于点N,证明∠BCM=∠PBN,则tan∠MCB=tan∠PBN=,设BM=m,则CM=3m,可得点C(3﹣3m,m),将点C的坐标代入C1的解析式,即可求解;
(3)由题意可得点M、N的坐标为:(m,m2)、(n,n2),点E(﹣m,m2),设直线MD的表达式为:y=kx+b,代入点M的坐标并根据直线MD与抛物线C2只有一个公共点可求出直线MD的表达式为:y=2mx﹣m2,然后由中点坐标公式结合点N、E的坐标,表示出点D的坐标,再将点D的坐标代入直线MD的表达式整理求解即可.
(1)抛物线C2:y=x2向右平移1个单位长度,再向下平移4个单位长度得到C1:
故抛物线C1的解析式为:y=(x﹣1)2﹣4;
(2)过点B作y轴的平行线MN,过点C作CM⊥MN于点M,过点P作PN⊥MN于点N,
∵∠PBN+∠BPN=90°,∠PBN+∠CBM=90°,
∴∠BCM=∠PBN,
当y=0时,即(x﹣1)2﹣4=0,
解得:x=3或x=-1,
∴B(3,0),
当x=2时,y=(x﹣1)2﹣4=﹣3,
∴点P的坐标为:(2,﹣3),则NB=3,PN=1,
∴tan∠MCB=tan∠PBN=,
设BM=m,则CM=3m,则点C(3﹣3m,m),
将点C的坐标代入C1的解析式可得:m=(3﹣3m﹣1)2﹣4
解得:m=或m=0(舍去),此时3﹣3m=,
故点C(﹣,);
(3)∵点M、N的横坐标分别为m、n,
∴点M、N的坐标为:(m,m2)、(n,n2),则点E(﹣m,m2),
设直线MD的表达式为y=kx+b,
将点M的坐标代入得m2=km+b,则b=m2-km,
∴直线MD的表达式为:y=kx+m2﹣km,
联立y=kx+m2﹣km与y=x2可得:x2=kx+m2﹣km,整理得:x2-kx-m2+km=0,
∵直线MD与抛物线C2只有一个公共点,
∴△=(-k)2﹣4(﹣m2+km)=k2+4m2-4km=0,
解得:k=2m,
故直线MD的表达式为:y=2mx﹣m2,
∵N(n,n2),E(﹣m,m2),
根据中点公式得:点D横坐标为:-2m-n,点D纵坐标为:2m2﹣n2,
∴D(﹣2m﹣n,2m2﹣n2),
将点D的坐标代入y=2mx﹣m2可得2m2﹣n2=2m(﹣2m﹣n) ﹣m2,
整理得:n2﹣2mn﹣7m2=0,
方程两边同时除以m2得:,
解得:,
∴n=.