题目内容
【题目】已知在平面直角坐标系xOy中,O是坐标原点,如图1,直角三角板△MON中,OM=ON=,OQ=1,直线l过点N和点N,抛物线y=ax2+x+c过点Q和点N.
(1)求出该抛物线的解析式;
(2)已知点P是抛物线y=ax2+x+c上的一个动点.
①初步尝试
若点P在y轴右侧的该抛物线上,如图2,过点P作PA⊥y轴于点A,问:是否存在点P,使得以N、P、A为顶点的三角形与△ONQ相似.若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
②深入探究
若点P在第一象限的该抛物线上,如图3,连结PQ,与直线MN交于点G,以QG为直径的圆交QN于点H,交x轴于点R,连结HR,求线段HR的最小值.
【答案】(1)y=﹣x2+x+(2)①(1,)、(3,0)、(5,﹣4)②
【解析】
(1)根据待定系数法可求抛物线解析式;
(2)①分三种情况,情况一:点P在第一象限时,△APN∽△ONQ,情况二:点P恰好在x轴上,情况三:P在第四象限内,进行讨论可求出点P的坐标;
②连结CH和CR,得到HR最小时,只需要半径最小,即直径最小即可.用面积法求出QG=,进一步得到HR最小值.
(1)由题意可知,Q(﹣1,0),N(0,),
∴c=,即y=ax2+x+,
将Q(﹣1,0)代入解析式得0=a﹣+,解得a=﹣,
∴抛物线解析式是y=﹣x2+x+;
(2)①分三种情况,如图2,
情况一:点P在第一象限时,△APN∽△ONQ,
设AN=m,则AP=m,
则P的坐标(m,m+),
而点P在抛物线上,代入可得m+=﹣(m)2++(m)+,
解得m=,
∴P1(1,);
情况二:点P恰好在x轴上,P2(3,0),
情况三:P在第四象限内,同情况一方法可解得
P3(5,﹣4),
②连结CH和CR,如图3,
∵∠NQ0=60°,
∴∠HCR=120°,
∵CH=CR,
∴HR=CH,
∴HR最小时,只需要半径最小,即直径最小即可,
∴过Q作NM的垂线,垂直时,QG最小,
∴用面积法求出,QG=,
HR最小值=.