题目内容


已知抛物线y=x2﹣2mx+m2+m﹣1(m是常数)的顶点为P,直线l:y=x﹣1

(1)求证:点P在直线l上;

(2)当m=﹣3时,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,与直线l的另一个交点为Q,M是x轴下方抛物线上的一点,∠ACM=∠PAQ(如图),求点M的坐标;

(3)若以抛物线和直线l的两个交点及坐标原点为顶点的三角形是等腰三角形,请直接写出所有符合条件的m的值.


(1)证明:∵y=x2﹣2mx+m2+m﹣1=(x﹣m)2+m﹣1,

∴点P的坐标为(m,m﹣1),

∵当x=m时,y=x﹣1=m﹣1,

∴点P在直线l上;

(2)解:当m=﹣3时,抛物线解析式为y=x2+6x+5,

当y=0时,x2+6x+5=0,解得x1=﹣1,x2=﹣5,则A(﹣5,0),

当x=0时,y=x2+6x+5=5,则C(0,5),

可得解方程组,解得或,

则P(﹣3,﹣4),Q(﹣2,﹣3),

作ME⊥y轴于E,PF⊥x轴于F,QG⊥x轴于G,如图,

∵OA=OC=5,

∴△OAC为等腰直角三角形,

∴∠ACO=45°,

∴∠MCE=45°﹣∠ACM,

∵QG=3,OG=2,

∴AG=OA﹣OG=3=QG,

∴△AQG为等腰直角三角形,

∴∠QAG=45°,

∵∠APF=90°﹣∠PAF=90°﹣(∠PAQ+45°)=45°﹣∠PAQ,

∵∠ACM=∠PAQ,

∴∠APF=∠MCE,

∴Rt△CME∽Rt△PAF,

∴=,

设M(x,x2+6x+5),

∴ME=﹣x,CE=5﹣(x2+6x+5)=﹣x2﹣6x,

∴=,

整理得x2+4x=0,解得x1=0(舍去),x2=﹣4,

∴点M的坐标为(﹣4,﹣3);

(3)解:解方程组得或,则P(m,m﹣1),Q(m+1,m),

∴PQ2=(m+1﹣m)2+(m﹣m+1)2=2,OQ2=(m+1)2+m2=2m2+2m+1,OP2=m2+(m﹣1)2=2m2﹣2m+1,

当PQ=OQ时,2m2+2m+1=2,解得m1=,m2=;

当PQ=OP时,2m2﹣2m+1=2,解得m1=,m2=;

当OP=OQ时,2m2+2m+1=2m2﹣2m+1,解得m=0,

综上所述,m的值为0,,,,.


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