题目内容
【题目】已知抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,一次函数y=kx+b的图象l经过抛物线上的点C(m,n)
(1)求抛物线的解析式;
(2)若m=3,直线l与抛物线只有一个公共点,求k的值;
(3)若k=﹣2m+2,直线l与抛物线的对称轴相交于点D,点P在对称轴上.当PD=PC时,求点P的坐标.
【答案】(1)抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)k=﹣4;(3)P(1,)
【解析】
(1)将点A、B的坐标代入抛物线解析式得到关于b、c的方程组,然后求解得到b、c的值,即可得解;
(2)根据题意得到一次函数的解析式为y=kx-3k,当直线l与抛物线只有一个公共点时,方程kx-3k=-x2+2x+3有两个相等的实数根,进而得到(k-2)2+4(3k+3)=0,解关于k的方程即可;
(3)过C点作CH⊥PD于H,根据题意得到n=(-2m+2)m+b,n=-m2+2m+3,即可得到b=m2+3,所以直线l为y=(-2m+2)x+m2+3,由对称轴为x=1,求得D为(1,8-n),设P(1,p),则PD=8-n-p,HC=m-1,PH=p-n,在Rt△PCH中,PC=PD=8-n-p,根据勾股定理得到(8-n-p)2=(p-n)2+(m-1)2,变形得到(8-2n)(8-2p)=m2-2m+1,进一步得到2(4-n)(8-2p)=4-n,即2(8-2p)=1,求得p的值,即可得到P的坐标.
(1)∵抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(﹣1,0)、B(3,0)两点,
∴,
解得.
所以,抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)∵抛物线上的点C(m,n),
∴n=﹣m2+2m+3,
当m=3时,n=0,
∴C(3,0),
∴一次函数y=kx+b的图象l经过抛物线上的点C(m,n),
∴3k+b=0,
∴b=﹣3k,
∴一次函数的解析式为y=kx﹣3k,
∵直线l与抛物线只有一个公共点,
∴方程kx﹣3k=﹣x2+2x+3有两个相等的实数根,
∴(k﹣2)2+4(3k+3)=0,
解得k=﹣4;
(3)如图,过C点作CH⊥PD于H,
C(m,n)在直线y=kx+b上,
∴n=(﹣2m+2)m+b,
∵点C在抛物线上,
∴n=﹣m2+2m+3,
∴b=m2+3,
∴直线l为y=(﹣2m+2)x+m2+3,
∵直线l与抛物线的对称轴相交于点D,
∴D的横坐标为1,代入得:y=﹣2m+2+m2+3=8﹣(﹣m2+2m+3)=8﹣n,
∴D(1,8﹣n),
设P(1,p),则PD=8﹣n﹣p,HC=m﹣1,PH=p﹣n,
在Rt△PCH中,PC=PD=8﹣n﹣p,
∴(8﹣n﹣p)2=(p﹣n)2+(m﹣1)2
∴(8﹣n﹣p)2﹣(p﹣n)2=(m﹣1)2,
∴(8﹣2n)(8﹣2p)=m2﹣2m+1,
∵n=﹣m2+2m+3,
∴2(4﹣n)(8﹣2p)=4﹣n,
∵k=﹣2m+2≠0,
∴m≠1,
∴n≠4,
∴4﹣n≠0,
∴2(8﹣2p)=1,
∴p=,
∴P(1,).
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