题目内容

【题目】如图1,在平面直角坐标系中,抛物线经过坐标原点O,点A(6,﹣6),且以y轴为对称轴.

(1)求抛物线的解析式;

(2)如图2,过点B(0,﹣)作x轴的平行线l,点C在直线l上,点D在y轴左侧的抛物线上,连接DB,以点D为圆心,以DB为半径画圆,⊙D与x轴相交于点M,N(点M在点N的左侧),连接CN,当MN=CN时,求锐角∠MNC的度数;

(3)如图3,在(2)的条件下,平移直线CN经过点A,与抛物线相交于另一点E,过点A作x轴的平行线m,过点(﹣3,0)作y轴的平行线n,直线m与直线n相交于点S,点R在直线n上,点P在EA的延长线上,连接SP,以SP为边向上作等边△SPQ,连接RQ,PR,若∠QRS=60°,线段PR的中点K恰好落在抛物线上,求Q点坐标.

【答案】(1)y=﹣x2;

(2)∠CNF=30°.

(3)点Q的坐标为(,).

【解析】

试题分析:(1)设过坐标原点O,点A(6,﹣6),且以y轴为对称轴的抛物线为y=ax2,点A代入求出a即可.

(2)如图2中,作CF⊥MN于F,设⊙D与x轴的交点为(x,0),D(m,﹣ m2),根据半径相等列出方程,求出M、N坐标,推出MN=2,在Rt△CFN中,由CN=2CF推出∠FNC=30°即可解决问题.

(3)如图3中,由题意可知平移直线CN经过点A的直线的解析式为y=x﹣8,记直线y=x﹣8与直线x=﹣3的交点为G,则G(﹣3,﹣9),由△SQR≌△PSH,推出SR=PG,RQ=SG,推出RQ=SG=3,作DQ⊥n于D,记n与x轴的交点为M,则RM=b,由S(﹣3,﹣6),推出MS=6,可得P(6+b, b﹣6),再求出PR中点k坐标,证明k在直线y=﹣上运动,由消去y得到x2+6x﹣27=0,x=3或﹣9(舍弃),x=3,代入x=+b得到b=2,由此即可解决问题.

试题解析:(1)设过坐标原点O,点A(6,﹣6),且以y轴为对称轴的抛物线为y=ax2,

则﹣6=36a,

∴a=﹣,

∴y=﹣x2.

(2)如图2中,作CF⊥MN于F,设⊙D与x轴的交点为(x,0),D(m,﹣ m2).

则有(x﹣m)2+(m2)2=m2+(﹣m2+)2,

整理得x2﹣2mx+m2﹣3=0,

∴x=m+或m﹣,

∴N(m+,0),M(m﹣,0)

∴MN=2,

在Rt△CFN中,∵∠CFN=90°,CN=MN=2,CF=,

∴CN=2CF,

∴∠CNF=30°.

(3)如图3中,

由题意可知平移直线CN经过点A的直线的解析式为y=x﹣8,

记直线y=x﹣8与直线x=﹣3的交点为G,则G(﹣3,﹣9),

∵m∥x轴,且过点A(6,﹣6),

∴S(﹣3,﹣6),

∴SG=3,AS=9,

∴tan∠2==,

∴∠2=60°,

∴∠1=30°,

∵∠QRS=60°

∴∠QRS=∠2,

∵∠RSQ+∠QSP=∠2+∠SPG,∠QSP=∠2=60°,

∴∠3=∠4,

在△SQR和△PSG中,

,

∴△SQR≌△PSH

∴SR=PG,RQ=SG,

∴RQ=SG=3,作DQ⊥n于D,

∴QRD=60°,

∴DQ=DR=RQ=,

∴RD=QR=,

∵n是过(﹣3,0)与y轴平行的直线,设R(﹣3,b),记n与x轴的交点为M,则RM=b,

∵S(﹣3,﹣6),

∴MS=6,

∴SR=RM+MS=b+6=PG,作PH⊥n于H,

∵∠2=60°,

∴GH=PG=(b+6),

∴MH=MG﹣HG=9﹣(b+6)=6﹣b,

∴P(6+b, b﹣6),

∵K是PR中点,

∴K(+b, b﹣3),

为了方便,记K(x,y),即x=+b,y=b﹣3,消去b得y=x﹣,

∴中点K在直线y=﹣上运动,

由消去y得到x2+6x﹣27=0,

∴x=3或﹣9(舍弃),

∴x=3,代入x=+b得到b=2,

∴RM=2,DM=RM﹣RD=2﹣=,

∵﹣3=,

∴点Q的坐标为(, ).

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