题目内容
【题目】如图,已知抛物线与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点与y轴交于点C,D为抛物线顶点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,过点C的直线交抛物线于另一点E,若∠ACE=60°,求点E的坐标.
(3)如图2,直线交抛物线于P,Q两点,求△DPQ面积的最小值.
【答案】(1);(2);(3)△DPQ面积的最小值为
【解析】
(1)由抛物线与x轴的两个交点坐标A(1,0),B(3,0),可代入点的坐标即可得解;
(2)过点A作AF⊥AC交AC的延长线于点F,过点F作FG⊥x轴交x轴于点G,可证明△AOC∽△FGA,利用60°角的锐角三角函数值和比例线段可求出AG和FG的长,则F点坐标为(10,),求得直线CF的解析式,与抛物线方程联立即求出点E的坐标;
(3)过点D作DM∥y轴交PQ于点M,由抛物线顶点D的坐标可知DM=2,若△DPQ面积有最小值,则底边是定值,点P和点Q的横坐标之差的绝对值最小.联立直线与抛物线方程可用k表示出点P和点Q的横坐标之差的绝对值,即可得解.
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于A(1,0),B(3,0)两点
∴
解得:a=,b=;
∴所求抛物线的解析式为:;
(2)如图1所示,过点A作AF⊥AC交CE的延长线于点F,过点F作FG⊥x轴交x轴于点G,
∵∠COA=∠CAF=∠FGA=90°,
∴∠OCA=∠GAF,∠OAC=∠GFA
∴△AOC∽△FGA,
∴
又∵△CAF是直角三角形,∠ACE=60°
∴,
∴,
∵OC=3,OA=1,
∴FG=,AG=9,
∴F,
设直线CF的解析式为:y=mx+n,
将分别代入上式,
得,
解得:,
∴直线CF的解析式为:,
联立直线CF与抛物线的解析式得
∴,
解得:(不符合题意),,
∴所求点E的坐标为:;
(3)如图2,过点D作DM∥y轴交PQ于点M,
∵=
∴,
把x=2代入直线y=kx-2k+得y=,
∴DM=,
∵,
整理得,
∴P、Q两点的横坐标x1、x2为方程的两根,
∴==,
当k=0时,的最小值为8,此时|x1-x2|的最小值为2.
∵=|x1-x2|.
∴△DPQ面积的最小值为:.