题目内容
【题目】如图,在平面角坐标系中,抛物线C1:y=ax2+bx﹣1经过点A(﹣2,1)和点B(﹣1,﹣1),抛物线C2:y=2x2+x+1,动直线x=t与抛物线C1交于点N,与抛物线C2交于点M.
(1)求抛物线C1的表达式;
(2)直接用含t的代数式表示线段MN的长;
(3)当△AMN是以MN为直角边的等腰直角三角形时,求t的值;
(4)在(3)的条件下,设抛物线C1与y轴交于点P,点M在y轴右侧的抛物线C2上,连接AM交y轴于点k,连接KN,在平面内有一点Q,连接KQ和QN,当KQ=1且∠KNQ=∠BNP时,请直接写出点Q的坐标.
【答案】(1)抛物线C1:解析式为y=x2+x﹣1;(2)MN=t2+2;(3)t的值为1或0;(4)满足条件的Q点坐标为:(0,2)、(﹣1,3)、(,)、(,)
【解析】(1)利用待定系数法进行求解即可;
(2)把x=t代入函数关系式相减即可得;
(3)根据图形分别讨论∠ANM=90°、∠AMN=90°时的情况即可得;
(4)根据题意画出满足条件图形,可以找到AN为△KNP对称轴,由对称性找到第一个满足条件Q,再通过延长和圆的对称性找到剩余三个点,利用勾股定理进行计算.
(1)∵抛物线C1:y=ax2+bx﹣1经过点A(﹣2,1)和点B(﹣1,﹣1),
∴,解得:,
∴抛物线C1:解析式为y=x2+x﹣1;
(2)∵动直线x=t与抛物线C1交于点N,与抛物线C2交于点M,
∴点N的纵坐标为t2+t﹣1,点M的纵坐标为2t2+t+1,
∴MN=(2t2+t+1)﹣(t2+t﹣1)=t2+2;
(3)共分两种情况
①当∠ANM=90°,AN=MN时,由已知N(t,t2+t﹣1),A(﹣2,1),
∴AN=t﹣(﹣2)=t+2,
∵MN=t2+2,
∴t2+2=t+2,
∴t1=0(舍去),t2=1,
∴t=1;
②当∠AMN=90°,AN=MN时,由已知M(t,2t2+t+1),A(﹣2,1),
∴AM=t﹣(﹣2)=t+2,
∵MN=t2+2,
∴t2+2=t+2,
∴t1=0,t2=1(舍去),
∴t=0,
故t的值为1或0;
(4)由(3)可知t=1时M位于y轴右侧,根据题意画出示意图如图:
易得K(0,3),B、O、N三点共线,
∵A(﹣2,1),N(1,1),P(0,﹣1),
∴点K、P关于直线AN对称,
设⊙K与y轴下方交点为Q2,则其坐标为(0,2),
∴Q2与点O关于直线AN对称,
∴Q2是满足条件∠KNQ=∠BNP,
则NQ2延长线与⊙K交点Q1,Q1、Q2关于KN的对称点Q3、Q4也满足∠KNQ=∠BNP,
由图形易得Q1(﹣1,3),
设点Q3坐标为(a,b),由对称性可知Q3N=NQ1=BN=2,
由∵⊙K半径为1,
∴,解得:,,
同理,设点Q4坐标为(a,b),由对称性可知Q4N=NQ2=NO=,
∴,解得:,,
∴满足条件的Q点坐标为:(0,2)、(﹣1,3)、(,)、(,).