题目内容
如图,抛物线y=
(x-3)2-1与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D了.
(1)求点A,B,D的坐标;
(2)连接CD,过原点O作OE⊥CD,垂足为H,OE与抛物线的对称轴交于点E,连接AE,AD.求证:∠AEO=∠ADC;
(3)以(2)中的点E为圆心,1为半径画圆,在对称轴右侧的抛物线上有一动点P,过点P作⊙E的切线,切点为Q,当PQ的长最小时,求点P的坐标,并直接写出点Q的坐标.
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(1)顶点D的坐标为(3,-1).
令y=0,得
(x-3)2-1=0,
解得x1=3+
,x2=3-
.
∵点A在点B的左侧,
∴A点坐标(3-
,0),B点坐标(3+
,0).
(2)过D作DG⊥y轴,垂足为G.
则G(0,-1),GD=3.
令x=0,则y=
,∴C点坐标为(0,
).
∴GC=
-(-1)=
.
设对称轴交x轴于点M.
∵OE⊥CD,
∴∠GCD+∠COH=90°.
∵∠MOE+∠COH=90°,
∴∠MOE=∠GCD.
又∵∠CGD=∠OMN=90°,
∴△DCG∽△EOM.
∴
.
∴EM=2,即点E坐标为(3,2),ED=3.
由勾股定理,得AE2=6,AD2=3,
∴AE2+AD2=6+3=9=ED2.
∴△AED是直角三角形,即∠DAE=90°.
设AE交CD于点F.
∴∠ADC+∠AFD=90°.
又∵∠AEO+∠HFE=90°,
∴∠AFD=∠HFE,
∴∠AEO=∠ADC.
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(3)由⊙E的半径为1,根据勾股定理,得PQ2=EP2-1.
要使切线长PQ最小,只需EP长最小,即EP2最小.
设P坐标为(x,y),由勾股定理,得EP2=(x-3)2+(y-2)2.
∵y=
(x-3)2-1,
∴(x-3)2=2y+2.
∴EP2=2y+2+y2-4y+4
=(y-1)2+5.
当y=1时,EP2最小值为5.
把y=1代入y=
(x-3)2-1,得
(x-3)2-1=1,
解得x1=1,x2=5.
又∵点P在对称轴右侧的抛物线上,
∴x1=1舍去.
∴点P坐标为(5,1).
此时Q点坐标为(3,1)或(
).