题目内容

【题目】已知抛物线y=ax2+bx+3与x轴分别交于点A(﹣3,0),B(1,0)交于点C,抛物线的顶点为点D.

(1)抛物线的表达式及顶点D的坐标.

(2)若点F是线段AD上一个动点,

①如图1,当FC+FO的值最小时,求点F的坐标;

②如图2,以点A,F,O为顶点的三角形能否与△ABC相似?若能,求出点F的坐标;若不能,请说明理由.

【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3,(﹣1,4);(2)①F(﹣,3),②能,(﹣,)或(﹣2,2)

【解析】

(1)抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3),故﹣3a=3,解得:a=﹣1,即可求解;再将抛物线解析式化为顶点式即可得出点D的坐标;

(2)①点D的坐标为:(﹣1,4),点A(﹣3,0),点C(0,3),作点O关于直线AD的对称轴R,连接CR交AD于点F,则点F为所求点,即可求解;

②当∠AOF=∠ABC时,△AOF∽△CBA,OF∥BC,直线BC的解析式为y=﹣3x+3,直线OF的解析式为y=﹣3x,直线AD的解析式为y=2x+6,联立直线OF、AD的表达式并解得:x=﹣,故点F(﹣,);当∠AOF=∠CAB=45°时,△AOF∽△CAB,∠CAB=45°,OF⊥AC,直线OF的解析式为y=﹣x,将上式与y=2x+6联立并解得:x=﹣2,即可求解.

解:(1)抛物线的表达式为:y=a(x+3)(x﹣1)=a(x2+2x﹣3),

故﹣3a=3,

解得:a=﹣1,

故抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+3;

点D的坐标为(﹣1,4)

(2)①点D的坐标为:(﹣1,4),点A(﹣3,0),点C(0,3),

作点O关于直线AD的对称轴R,连接CR交AD于点F,则点F为所求点,

FC+FO=FC+RF=CR为最小,

连接AR,设直线OR交AD于点H,

由点A、D的坐标得,直线AD的表达式为:y=2x+6,

则tan∠DAO=2=tanα,

设∠HOA=∠β,则tanβ=,则cosβ=,sinβ=,

OH=,OR=2OH=3,

yR=ORsinβ=3×=3=yC,

故RC∥x轴,

故yF=3=2x+6,x=﹣,

则点F(﹣,3);

②在Rt△ACD中,tan∠CAD,

在Rt△OBC中,tan∠OCB=,

∴∠ACD=∠OCB,

∵OA=OC,

∴∠OAC=∠OCA=45°,

∴∠FAO=∠ACB,

若以A,F,O为顶点的三角形与△ABC相似,则可分两种情况考虑:

当∠AOF=∠ABC时,△AOF∽△CBA,

∴OF∥BC,

设直线BC的解析式为y=kx+b,

将点B、C的坐标代入上式并解得:

直线BC的解析式为y=﹣3x+3,

∴直线OF的解析式为y=﹣3x,

直线AD的解析式为y=2x+6,

联立直线OF、AD的表达式,

解得:x=﹣,故点F(﹣,):;

当∠AOF=∠CAB=45°时,△AOF∽△CAB,

∵∠CAB=45°,

∴OF⊥AC,

∴直线OF的解析式为y=﹣x,

将上式与y=2x+6联立并解得:x=﹣2,

故点F(﹣2,2);

综合以上可得F点的坐标为(﹣,)或(﹣2,2).

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