24、如图甲,分别以两个彼此相邻的正方形OABC与CDEF的边OC、OA 所在直线为x轴、y轴建立平面直角坐标系(O、C、F三点在x轴正半轴上).若⊙P过A、B、E三点(圆心在x轴上),抛物线y= 14x2+bx+c经过A、C两点,与x轴的另一交点为G,M是FG的中点,正方形CDEF的面积为1.

(1)求B点坐标;

(2)求证:ME是⊙P的切线;

(3)设直线AC与抛物线对称轴交于N,Q点是此轴称轴上不与N点重合的一动点,

①求△ACQ周长的最小值;

②若FQ=t,S△ACQ=S,直接写出S与t之间的函数关系式.

考点:二次函数综合题.

分析:(1)如图甲,连接PE、PB,设PC=n,由正方形CDEF的面积为1,可得CD=CF=1,根据圆和正方形的对称性知:OP=PC=n,由PB=PE,根据勾股定理即可求得n的值,继而求得B的坐标;

(2)由(1)知A(0,2),C(2,0),即可求得抛物线的解析式,然后求得FM的长,则可得△PEF∽△EMF,则可证得∠PEM=90°,即ME是⊙P的切线;

(3)①如图乙,延长AB交抛物线于A′,连CA′交对称轴x=3于Q,连AQ,则有AQ=A′Q,△ACQ周长的最小值为AC+A′C的长,利用勾股定理即可求得△ACQ周长的最小值;

②分别当Q点在F点上方时,当Q点在线段FN上时,当Q点在N点下方时去分析即可求得答案.

解答:解:(1)如图甲,连接PE、PB,设PC=n,

∵正方形CDEF的面积为1,

∴CD=CF=1,

根据圆和正方形的对称性知:OP=PC=n,

∴BC=2PC=2n,

∵而PB=PE,

∴PB2=BC2+PC2=4n2+n2=5n2,PE2=PF2+EF2=(n+1)2+1,

∴5n2=(n+1)2+1,

解得:n=1或n=- 12(舍去),

∴BC=OC=2,

∴B点坐标为(2,2);

(2)如图甲,由(1)知A(0,2),C(2,0),

∵A,C在抛物线上,

\∴ {c=214×4+2b+c=0,

解得: {c=2b=-32,

∴抛物线的解析式为:y= 14x2- 32x+2= 14(x-3)2- 14,

∴抛物线的对称轴为x=3,即EF所在直线,

∵C与G关于直线x=3对称,

∴CF=FG=1,

∴MF= 12FG= 12,

在Rt△PEF与Rt△EMF中,

∠EFM=∠EFP,

∵ FMEF=121=12, EFPF=12,

∴ FMEF=EFPF,

∴△PEF∽△EMF,

∴∴∠EPF=∠FEM,

∴∠PEM=∠PEF+∠FEM=∠PEF+∠EPF=90°,

∴ME是⊙P的切线;

(3)①如图乙,延长AB交抛物线于A′,连CA′交对称轴x=3于Q,连AQ,

则有AQ=A′Q,

∴△ACQ周长的最小值为AC+A′C的长, 

∵A与A′关于直线x=3对称,

∴A(0,2),A′(6,2),

∴A′C=(6-2)2+22=2 5,而AC=22+22=2 2,

∴△ACQ周长的最小值为2 2+2 5;

②当Q点在F点上方时,S=t+1,

当Q点在线段FN上时,S=1-t,

当Q点在N点下方时,S=t-1.

点评:此题考查了待定系数法求二次函数的解析式,圆的性质,相似三角形的判定与性质以及勾股定理等知识.此题综合性很强,题目难度较大,解题的关键是方程思想、分类讨论与数形结合思想的应用.

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