题目内容

17.如图1,抛物线l1:y=-x2+2x+3与x轴的正半轴和y轴分别交于点A,B,顶点为C,直线BC交x轴于点D.
(1)直接写出点A和C的坐标;
(2)把抛物线l1沿直线BC方向平移,使平移后的抛物线l2经过点A,点E为其顶点.求抛物线l2的解析式,并在图1中画出其大致图象,标出点E的位置;在x轴上是否存在点P,使△CEP是直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.(注:该步若要用到备用图,则不要求再画出抛物线l2的大致图象)

分析 (1)令y=0可求得点A的坐标,然后依据配方法和顶点坐标公式可求得抛物线的顶点C的坐标;
(2)先求得点B的坐标,然后再利用待定系数法求得BC的解析式,直线BC的解析式可设E(a,a+3),则l2的解析式为y=-(x-a)2+a+3,接下来,将点A的坐标代入抛物线的解析式可求得a的值,从而得到抛物线l2的解析式;将∠P1CE=90°时,先求得CP1的解析式,从而可求得点P1的坐标,同理可求得P2的坐标;如图3所示:以CE为直径作圆G,过点G作GF⊥x轴,垂足为F.先求得FG与CE的长,然后根据d和r的关系可求得圆G与x轴的位置关系,可判断△CP3E不为直角三角形.

解答 解:(1)∵令y=0得:x2-2x-3=0,即(x-3)(x+1)=0,解得:x1=-1,x2=3,
∴点A的坐标为(3,0).
∵y=-x2+2x+3=-(x2-2x)+3=-(x2-2x+1-1)+3=-(x-1)2+4,
∴点C(1,4).
(2)设直线CD的解析式为y=kx+b.
∵CD经过点C(1,4)、B(0,3),
∴$\left\{\begin{array}{l}{k+b=4}\\{b=3}\end{array}\right.$,解得;$\left\{\begin{array}{l}{k=1}\\{b=3}\end{array}\right.$.
∴直线CD解析式为y=x+3.
∵抛物线l2由抛物线l1沿直线BC方向平移得到,
∴顶点E在直线BC上.
设E(a,a+3),则抛物线l2的解析式为y=-(x-a)2+a+3.
∵抛物线l2过点A(3,0),
∴-(3-a)2+a+3=0.解得:a1=6,a2=1(舍去).
∴抛物线l2的解析式为y=-(x-6)2+9=-x2+12x-27.
抛物线l2的大致图象如图1所示.

如图2所示:将∠P1CE=90°时,

设直线CP1的解析式为y=kx+b.
∵CP1⊥BC,
∴k=-1.
∴y=-x+b.
∵将点C(1,4)代入得:-1+b=4.解得b=5,
∴直线CP1的解析式为y=-x+5.
令y=0得;-x+5=0,解得x=5,
∴点P1的坐标为(5,0).
设直线EP2的解析式为y=-x+b.
∵将点E(6,9)代入得:-6+b=9,解得:b=15,
∴直线EP2的解析式为y=-x+15.
∵令y=0得:-x+15=0,解得:x=15,
∴点P2的坐标为(15,0).
如图3所示:以CE为直径作圆G,过点G作GF⊥x轴,垂足为F.

∵C(1,4),E(6,9),
∴G(3.5,6.5).
∴GF=6.5.
∵由两点间的距离公式可知CE=$\sqrt{(6-1)^{2}+(9-4)^{2}}$=5$\sqrt{2}$.
∴r=$\frac{5\sqrt{2}}{2}$.
∵d>r,
∴圆G与x轴相离.
∴∠CP3E<90°,此时不能构成直角三角形.
综上所述,点P的坐标为(5,0)或(15,0).

点评 本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求二次函数、一次函数的解析式、直线和圆的位置关系、两点间的距离公式,分类讨论是解题的关键.

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