题目内容

【题目】抛物线y=﹣x2+x﹣1与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,其顶点为D.将抛物线位于直线l:y=t(t<)上方的部分沿直线l向下翻折,抛物线剩余部分与翻折后所得图形组成一个“M”形的新图象.

(1)点A,B,D的坐标分别为   ,   ,   ;

(2)如图①,抛物线翻折后,点D落在点E处.当点E在△ABC内(含边界)时,求t的取值范围;

(3)如图②,当t=0时,若Q是“M”形新图象上一动点,是否存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.

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【答案】(1)A(,0);B(3,0);D(,);(2)≤t≤;(3)存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,点P的坐标为(,0)、(,0)、(1,0)或(,0).

【解析】

(1)利用二次函数图像上的点的坐标特征可求得点A、B的坐标,再利用配方法即可找到抛物线的顶点坐标;

(2)由点D的坐标结合对称找到点E的坐标,根据点B、C的坐标利用待定系数法确定直线BC函数关系式,再利用一次函数图像上的坐标特征即可得出关于t的一元一次不等式组,解之即可得出t的取值范围;

(3)假设存在,设点P的坐标为(,0),则点Q的横坐标为m,分或及三种情况,利用勾股定理找出关于m的一元二次方程,解出即可得出m的值,进而可找出点P的坐标.

解:(1)当y=0时,﹣x2+x﹣1=0,

解得x1=,x2=3,

∴点A的坐标为(,0),点B的坐标为(3,0),

∵y=﹣x2+x﹣1=﹣(x-)2+,

∴点D的坐标为(,);

(2)∵点E、点D关于直线y=t对称,

∴点E的坐标为(,2t﹣).

当x=0时,y=﹣x2+x﹣1=﹣1,

∴点C的坐标为(0,﹣1).

设线段BC所在直线的解析式为y=kx+b,

将B(3,0)、C(0,﹣1)代入y=kx+b,

,解得:,

∴线段BC所在直线的解析式为y=x﹣1.

∵点E在△ABC内(含边界),

∴,

解得:≤t≤.

(3)当x<或x>3时,y=﹣x2+x﹣1;

当≤x≤3时,y=﹣x2+x﹣1.

假设存在,设点P的坐标为(m,0),则点Q的横坐标为m.

①当m<或m>3时,点Q的坐标为(m,﹣x2+x﹣1)(如图1),

∵以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,

∴CP⊥PQ,

∴CQ2=CP2+PQ2,

即m2+(﹣m2+m)2=m2+1+m2+(﹣m2+m﹣1)2,

整理,得:m1=,m2=,

∴点P的坐标为(,0)或(,0);

②当≤m≤3时,点Q的坐标为(m,x2-x +1)(如图2),

∵以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,

∴CP⊥PQ,

∴CQ2=CP2+PQ2,即m2+(m2﹣m+2)2=m2+1+m2+(m2﹣m+1)2,

整理,得:11m2﹣28m+12=0,

解得:m3=,m4=2,

∴点P的坐标为(,0)或(1,0).

综上所述:存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,点P的坐标为(,0)、(,0)、(1,0)或(,0).

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