题目内容
【题目】如图,抛物线L:y=﹣x2+bx+c经过坐标原点,与它的对称轴直线x=2交于A点.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)⊙A与x轴相切,交y轴于B、C点,交抛物线L的对称轴于D点,恒过定点的直线y=kx﹣2k+8(k<0)与抛物线L交于M、N点,△AMN的面积等于2,试求:
①弧BC的长;
②k的值.
【答案】(1)y=﹣x2+4x.(2)①;②k=
【解析】
(1)由抛物线的对称轴为直线x=2及抛物线过原点,即可得出关于b,c的方程组,解之即可求出b,c的值,进而可得出抛物线的解析式;
(2)①连接AB,AC,过点A作AE⊥BC于点E,利用配方法可求出点A的坐标,进而可得出⊙A的半径,在Rt△ABE中,由AE=AB可得出∠ABE=30°,进而可得出∠BAE=60°,由AB=AC可得出∠BAC=120°,再利用弧长公式可求出弧BC的长;
②由点A的坐标及⊙A的半径可得出点D的坐标,将x=2代入y=kx﹣2k+8中可得出直线y=kx﹣2k+8过点D,延长NM,交直线x=2于点D,过点A作AF∥x轴,交DM于点F,过点A作AP⊥DM于点P,在Rt△ADF中,利用面积法可求出AP的长度,联立直线MN和抛物线的解析式成方程组,通过解方程组可求出点M,N的坐标,利用两点间的距离公式可求出MN的长度,再利用三角形的面积公式结合△AMN的面积等于2,可得出关于k的方程,解之即可得出结论.
解:(1)依题意,得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+4x.
(2)①连接AB,AC,过点A作AE⊥BC于点E,如图1所示.
∵y=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4,
∴点A的坐为(2,4),
∴AB=AC=4.
在Rt△ABE中,AB=4,AE=2,
∴AE=AB,
∴∠ABE=30°,
∴∠BAE=60°.
∵AB=AC,
∴∠BAE=∠CAE,
∴∠BAC=120°,
∴=×2πAB=π.
②∵点A的坐为(2,4),AD=4,
∴点D的坐标为(2,8).
∵y=kx﹣2k+8=k(x﹣2)+8,
∴当x=2时,y=kx﹣2k+8=8,
∴直线y=kx﹣2k+8过点D.
延长NM,交直线x=2于点D,过点A作AF∥x轴,交DM于点F,过点A作AP⊥DM于点P,如图2所示.
当y=4时,kx﹣2k+8=4,
解得:x=2﹣,
∴点F的坐标为(2﹣,4).
在Rt△ADF中,AD=4,AF=﹣,
∴DF=,
∴AP==.
联立直线MN和抛物线的解析式成方程组,得:,
解得:,,
∴点M的坐标为(,),点N的坐标为(,),
∴MN==,
∴S△AMN=APMN=2,即××=2,
∴k2﹣16=1,
解得:k1=-,k2=(舍去),
∴k的值为-.