题目内容

(2013•福田区一模)如图,在平面直角坐标系中,圆D与y轴相切于点C(0,4),与x轴相交于A、B两点,且AB=6.
(1)则D点的坐标是 (
5
5
,
4
4
),圆的半径为
5
5
;
(2)sin∠ACB=
3
5
3
5
;经过C、A、B三点的抛物线的解析式
y=
1
4
x2-
5
2
x+4
y=
1
4
x2-
5
2
x+4
;
(3)设抛物线的顶点为F,证明直线FA与圆D相切;
(4)在x轴下方的抛物线上,是否存在一点N,使△CBN面积最大,最大值是多少,并求出N点坐标.
分析:(1)连接DC,则DC⊥y轴,过点D作DE⊥AB于点E,则根据垂径定理可得AE=BE=3,连接DA,在Rt△ADE中可求出DA,即圆的半径,也可得出点D的坐标;
(2)根据S△ABC=
1
2
AC×BCsin∠ACB=
1
2
AB×CO,可得出sin∠ACB,利用待定系数法可求出经过C、A、B三点的抛物线的解析式.
(3)因为D为圆心,A在圆周上,DA=r=5,故只需证明∠DAF=90°,利用勾股定理的逆定理证明∠DAF=90°即可.
(4)设存在点N,过点N作NP与y轴平行,交BC于点P,求出直线BC的解析式,设点N坐标(a,
1
4
a2-
5
2
a+4
),则可得点P的坐标为(a,-
1
2
a+4),从而根据S△BCN=S△BPN+S△PCN,表示出△BCN的面积,利用配方法可确定最大值,继而可得出点N的坐标.
解答:(1)解:连接DC,则DC⊥y轴,

过点D作DE⊥AB于点E,则DE垂直平分AB,
∵AB=6,
∴AE=3,
在Rt△ADE中,AD=
DE2+AE2
=
42+32
=5,
故可得点D的坐标为(5,4),圆的半径为5;

(2)解:在Rt△AOC中,AC=
OC2+OA2
=
22+42
=2
5
,
在Rt△BOC中,BC=
OC2+OB2
=
42+82
=5
5
,
∵S△ABC=
1
2
AC×BCsin∠ACB=
1
2
AB×CO,
∴sin∠ACB=
24
2
5
×4
5
=
3
5
;
设经过点A、B、C三点的抛物线解析式为:y=ax2+bx+c,
将三点坐标代入可得:
4a+2b+c=0
64a+8b+c=0
c=4
,
解得:
a=
1
4
b=-
5
2
c=4
,
故经过C、A、B三点的抛物线的解析式为:y=
1
4
x2-
5
2
x+4.

(3)证明:因为D为圆心,A在圆周上,DA=r=5,故只需证明∠DAF=90°,
抛物线顶点坐标:F(5,-
9
4
),DF=4+
9
4
=
25
4
,AF=
32+(
9
4
)2
=
15
4
,
∵DA2+AF2=52+(
15
4
)2=
625
16
=(
25
4
)2=DF2,
∴∠DAF=90°
所以AF切于圆D.

(4)解:存在点N,使△CBN面积最大.
根据点B及点C的坐标可得:直线BC的解析式为:y=-
1
2
x+4,
设N点坐标(a,
1
4
a2-
5
2
a+4
),过点N作NP与y轴平行,交BC于点P,

可得P点坐标为(a,-
1
2
a+4
),
则NP=-
1
2
a+4
-(
1
4
a2-
5
2
a+4
)=-
1
4
a2+2a

故S△BCN=S△BPN+S△PCN=
1
2
×PN×OH+
1
2
×PN×BH=
1
2
PN×BO=
1
2
×8×(-
1
4
a2+2a
)=16-(a-4)2
当a=4时,S△BCN最大,最大值为16,此时,N(4,-2).
点评:本题考查了二次函数及圆的综合,涉及了垂径定理、抛物线求二次函数解析式、切线的判定与性质,综合考察的知识点较多,同学们注意培养自己解答综合题的能力,关键还是基础知识的掌握,要能将所学知识融会贯通,第四问解法不止一种,同学们可以积极探索其他解法.
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