题目内容

17.如图,经过原点的抛物线y=-x2+2mx(m>0)与x轴的另一个交点为点A,顶点为点B.抛物线的对称轴与x轴交于点C,点M在抛物线的对称轴上,且纵坐标为1.
(1)当m=2时,
①点A的坐标为(4,0),点B的坐标为(2,4)B,点M的坐标为(2,1);
②过点M作MN∥AB,交x轴于点N,求△MCN的面积;
(2)当BC=2BM时,请直接写出m的值;
(3)若m=$\sqrt{5}$,点P、Q分别从点O和点A同时出发,以相同的速度向点C运动,点P、Q到达点C时,停止运动,连接BP、BQ、MP、MQ,当∠PMQ=3∠PBQ时,请直接写出△PBQ的面积的值.

分析 (1)解一元二次方程-x(x-4)=0,和用配方法确定顶点坐标即可;
(2)先用待定系数法确定出直线AB的解析式为y=-2x+8,再用平行且通过点M确定出直线MN的解析式,从而求出CN即可;
(3)设出PC先求出PB=$\sqrt{{a}^{2}+25}$PM=$\sqrt{{a}^{2}+1}$,BR=$\frac{1}{2}$PB=$\frac{1}{2}$$\sqrt{{a}^{2}+25}$,再用△BRN∽△BCP,表示出BN,进而得出MN,最后用角平分线定理建立方程即可.

解答 解:(1)①∵m=2,
∴y=-x2+4x=-x(x-4)=0,
∴x1=0,x2=4,
∴A(4,0),
∵y=-x2+4x=-(x-2)2+4,
∴B(2,4),
∵点M在抛物线的对称轴上,且纵坐标为1,
∴M(2,1),
故答案为A(4,0),B(2,4),M(2,1),
②如图1,

设直线AB的解析式为y=kx+b,
根据题意有$\left\{\begin{array}{l}{4k+b=0}\\{2k+b=4}\end{array}\right.$,
∴$\left\{\begin{array}{l}{k=-2}\\{b=8}\end{array}\right.$,
∴直线AB的解析式为y=-2x+8,
∵MN∥AB,且过点M(2,1)
∴直线MN的解析式为y=-2x+5,
∵N在x轴上,
∴N($\frac{5}{2}$,0),
∵C(2,0)
∴CN=$\frac{1}{2}$,
∵CM=1,
∴S△MCN=$\frac{1}{2}$×CN×CM=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$×1=$\frac{1}{4}$;
(2)∵抛物线y=-x2+2mx=-x(x-2m),
∵A(2m,0),
∵抛物线y=-x2+2mx=-(x-m)2+m2,
∴B(m,m2),C(m,0),
∵点M在抛物线的对称轴上,且纵坐标为1,
∴M(m,1),
∴BC=m2,BM=|m2-1|,
∵BC=2BM,
∴m2=2|m2-1|,
∴m1=$\sqrt{2}$,m2=-$\sqrt{2}$(舍),m3=$\frac{\sqrt{6}}{3}$,m4=-$\frac{\sqrt{6}}{3}$(舍);
∴m1=$\sqrt{2}$,m2=$\frac{\sqrt{6}}{3}$;
(3)如图2,

∵m=$\sqrt{5}$,
∴抛物线y=-x2+2mx=-(x-m)2+m2=-(x-$\sqrt{5}$)2+5,
∴B($\sqrt{5}$,5),C($\sqrt{5}$,0)
∴BC=5,MC=1,BM=4,
作∠BPM的平分线交BC于N,过点N作NR⊥AB,
∵∠PMQ=3∠PBQ,
∴∠BPN=∠MPN=∠PBC,
设PC=a,
∴PB=$\sqrt{{a}^{2}+25}$PM=$\sqrt{{a}^{2}+1}$,
∴BR=$\frac{1}{2}$PB=$\frac{1}{2}$$\sqrt{{a}^{2}+25}$
∵∠RBN=∠CBP,∠BRN=∠BCP,
∴△BRN∽△BCP,
∴$\frac{BN}{PB}=\frac{BR}{BC}$,
∴$\frac{BN}{\sqrt{{a}^{2}+25}}=\frac{\frac{1}{2}\sqrt{{a}^{2}+25}}{5}$
∴BN=$\frac{{a}^{2}+25}{10}$,
∴MN=BM-BN=$\frac{15-{a}^{2}}{10}$,
∵PN是∠BPM的角平分线,
∴$\frac{BN}{MN}=\frac{PB}{PM}$,
∴$\frac{\frac{{a}^{2}+25}{10}}{\frac{15-{a}^{2}}{10}}=\frac{\sqrt{{a}^{2}+25}}{\sqrt{{a}^{2}+1}}$,
∴a=-$\frac{5\sqrt{7}}{7}$(舍)或a=$\frac{5\sqrt{7}}{7}$
∴PQ=$\frac{10\sqrt{7}}{7}$,
∴S△PBQ=$\frac{1}{2}$×PQ×BC=$\frac{1}{2}$×$\frac{10\sqrt{7}}{7}$×5=$\frac{25\sqrt{7}}{7}$
即:△PBQ的面积为=$\frac{25\sqrt{7}}{7}$.

点评 此题二次函数综合题,主要考查了用待定系数法求直线解析式,确定交点坐标,三角形的面积,角平分线定理,解本题的关键是要熟练确定抛物线与x轴的交点坐标和顶点坐标.作出辅助线是解本题的难点.

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