题目内容
【题目】已知抛物线与
轴交于A,B两点(A在B左边),与
轴交于C点,顶点为P,OC=2AO.
(1)求与
满足的关系式;
(2)直线AD//BC,与抛物线交于另一点D,△ADP的面积为,求
的值;
(3)在(2)的条件下,过(1,-1)的直线与抛物线交于M、N两点,分别过M、N且与抛物线仅有一个公共点的两条直线交于点G,求OG长的最小值.
【答案】(1);(2)
;(3)
.
【解析】
(1)将抛物线解析式进行因式分解,可求出A点坐标,得到OA长度,再由C点坐标得到OC长度,然后利用OC=2AO建立等量关系即可得到关系式;
(2)利用待定系数法求出直线BC的k,根据平行可知AD直线的斜率k与BC相等,可求出直线AD解析式,与抛物线联立可求D点坐标,过P作PE⊥x轴交AD于点E,求出PE即可表示△ADP的面积,从而建立方程求解;
(3)为方便书写,可设抛物线解析式为:,设
,
,过点M的切线解析式为
,两抛物线与切线联立,由
可求k,得到M、N的坐标满足
,将(1,-1)代入,推出G为直线
上的一点,由垂线段最短,求出OG垂直于直线时的值即为最小值.
解:(1)
令y=0,,解得
,
令x=0,则
∵, A在B左边
∴A点坐标为(-m,0),B点坐标为(4m,0),C点坐标为(0,-4am2)
∴AO=m,OC=4am2
∵OC=2AO
∴4am2=2m
∴
(2)∵
∴C点坐标为(0,-2m)
设BC直线为,代入B(4m,0),C(0,-2m)得
,解得
∵AD∥BC,
∴设直线AD为,代入A(-m,0)得,
,
∴
∴直线AD为
直线AD与抛物线联立得,
,解得
或
∴D点坐标为(5m,3m)
又∵
∴顶点P坐标为
如图,过P作PE⊥x轴交AD于点E,则E点横坐标为,代入直线AD得
∴PE=
∴S△ADP=
解得
∵m>0
∴
∴.
(3)在(2)的条件下,可设抛物线解析式为:,
设,
,过点M的切线解析式为
,
将抛物线与切线解析式联立得:
,整理得
,
∵,
∴方程可整理为
∵只有一个交点,
∴
整理得即
解得
∴过M的切线为
同理可得过N的切线为
由此可知M、N的坐标满足
将代入整理得
将(1,-1)代入得
在(2)的条件下,抛物线解析式为,即
∴
整理得
∴G点坐标满足,即G为直线
上的一点,
当OG垂直于直线时,OG最小,如图所示,
直线与x轴交点H(5,0),与y轴交点F(0,
)
∴OH=5,OF=,FH=
∵
∴
∴OG的最小值为.
