题目内容
【题目】如图①已知抛物线y=ax2﹣3ax﹣4a(a<0)的图象与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y的正半轴交于点C,连结BC,二次函数的对称轴与x轴的交点为E.
(1)抛物线的对称轴与x轴的交点E坐标为_____,点A的坐标为_____;
(2)若以E为圆心的圆与y轴和直线BC都相切,试求出抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,如图②Q(m,0)是x的正半轴上一点,过点Q作y轴的平行线,与直线BC交于点M,与抛物线交于点N,连结CN,将△CMN沿CN翻折,M的对应点为M′.在图②中探究:是否存在点Q,使得M′恰好落在y轴上?若存在,请求出Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(,0),(﹣1,0);(2)y=﹣x2+x+3.(3)存在,点Q坐标为(,0)或( ,0).
【解析】分析:
(1)由抛物线的对称轴为直线求出抛物线y=ax2﹣3ax﹣4a(a<0)的对称轴方程,即可求得点E的坐标;在y=ax2﹣3ax﹣4a(a<0)令y=0可得关于x的方程ax2﹣3ax﹣4a=0,解方程即可求得点A的坐标;
(2)如图1,设⊙E与直线BC相切于点D,连接DE,则DE⊥BC,结合(1)可得DE=OE=,EB=,OC=-4a,在Rt△BDE中由勾股定理可得BD=2,这样由tan∠OBC=即可列出关于a的方程,解方程求得a的值即可得到抛物线的解析式;
(3)由折叠的性质和MN∥y轴可得∠MCN=∠M′CN=∠MNC,由此可得CM=MN,由点B的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,3)可得线段BC=5,直线BC的解析式为y=﹣x+3,由此即可得到M、N的坐标分别为(m,﹣m+3)、(m,﹣m2+m+3),作MF⊥OC于F,这样由sin∠BCO=即可解得CM=m,然后分点N在直线BC的上方和下方两种情况用含m的代数式表达出MN的长度,结合MN=CM即可列出关于m的方程,解方程即可求得对应的m的值,从而得到对应的点Q的坐标.
详解:
(1)∵对称轴x=,
∴点E坐标(,0),
令y=0,则有ax2﹣3ax﹣4a=0,
∴x=﹣1或4,
∴点A坐标(﹣1,0).
故答案分别为(,0),(﹣1,0).
(2)如图①中,设⊙E与直线BC相切于点D,连接DE,则DE⊥BC,
∵DE=OE=,EB=,OC=﹣4a,
∴DB=,
∵tan∠OBC=,
∴,解得a=,
∴抛物线解析式为y=.
(3)如图②中,由题意∠M′CN=∠NCB,
∵MN∥OM′,
∴∠M′CN=∠CNM,
∴MN=CM,
∵点B的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,3),
∴ 直线BC解析式为y=﹣x+3,BC=5,
∴M(m,﹣m+3),N(m,﹣m2+m+3),作MF⊥OC于F,
∵sin∠BCO=,
∴,
∴CM=m,
①当N在直线BC上方时,﹣x2+x+3﹣(﹣x+3)=m,
解得:m=或0(舍弃),
∴Q1(,0).
②当N在直线BC下方时,(﹣m+3)﹣(﹣m2+m+3)=m,
解得m=或0(舍弃),
∴Q2(,0),
综上所述:点Q坐标为(,0)或(,0).