题目内容
【题目】如图,已知抛物线y=x2+bx+c与x轴交于A、B两点(A点在B点左侧),与y轴交于点C(0,-3),对称轴是直线x=1,直线BC与抛物线的对称轴交于点D.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)求直线BC的函数表达式;
(3)点E为y轴上一动点,CE的垂直平分线交CE于点F,交抛物线于P、Q两点,且点P在第三象限.
①当线段PQ=AB时,求tan∠CED的值;
②当以点C、D、E为顶点的三角形是直角三角形时,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)抛物线的函数表达式为y=x2-2x-3.(2)直线BC的函数表达式为y=x-3.(3)①.①P1(1-,-2),P2(1-,).
【解析】
已知C点的坐标,即知道OC的长,可在直角三角形BOC中根据∠BCO的正切值求出OB的长,即可得出B点的坐标.已知了△AOC和△BOC的面积比,由于两三角形的高相等,因此面积比就是AO与OB的比.由此可求出OA的长,也就求出了A点的坐标,然后根据A、B、C三点的坐标即可用待定系数法求出抛物线的解析式.
(1)∵抛物线的对称轴为直线x=1,
∴=1
∴b=-2
∵抛物线与y轴交于点C(0,-3),
∴c=-3,
∴抛物线的函数表达式为y=x2-2x-3;
(2)∵抛物线与x轴交于A、B两点,
当y=0时,x2-2x-3=0.
∴x1=-1,x2=3.
∵A点在B点左侧,
∴A(-1,0),B(3,0)
设过点B(3,0)、C(0,-3)的直线的函数表达式为y=kx+m,
则,
∴
∴直线BC的函数表达式为y=x-3;
(3)①∵AB=4,PQ=AB,
∴PQ=3
∵PQ⊥y轴
∴PQ∥x轴,
则由抛物线的对称性可得PM=,
∵对称轴是直线x=1,
∴P到y轴的距离是,
∴点P的横坐标为,
∴P(,)
∴F(0,),
∴FC=3-OF=3-=
∵PQ垂直平分CE于点F,
∴CE=2FC=
∵点D在直线BC上,
∴当x=1时,y=-2,则D(1,-2),
过点D作DG⊥CE于点G,
∴DG=1,CG=1,
∴GE=CE-CG=-1=.
在Rt△EGD中,tan∠CED=.
②P1(1-,-2),P2(1-,-).
设OE=a,则GE=2-a,
当CE为斜边时,则DG2=CGGE,即1=(OC-OG)(2-a),
∴1=1×(2-a),
∴a=1,
∴CE=2,
∴OF=OE+EF=2
∴F、P的纵坐标为-2,
把y=-2,代入抛物线的函数表达式为y=x2-2x-3得:x=1+或1-
∵点P在第三象限.
∴P1(1-,-2),
当CD为斜边时,DE⊥CE,
∴OE=2,CE=1,
∴OF=2.5,
∴P和F的纵坐标为:-,
把y=-,代入抛物线的函数表达式为y=x2-2x-3得:x=1-,或1+,
∵点P在第三象限.
∴P2(1-,-).
综上所述:满足条件为P1(1-,-2),P2(1-,-).