题目内容
已知,如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点A (x1,0),B (x2,0),C (0,-2),其顶点为D.以AB为直径的⊙M交y轴于点E、F(点E在点F的上方),过点E作⊙M的切线交x轴于点N (-6,0),
|x1-x2|=8.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)在(1)中的抛物线上是否存在一点P(不与点D重合),使得△ABP与△ADB相似?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由;
(3)如图2,点G为⊙M在第一象限内的任意一点、连结AG的直线l与(1)中的抛物线交于点H,设点H的坐标为(m,n),求AG•AH关于m的函数关系式,并求当m=8时,线段GH的长.

|x1-x2|=8.
(1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)在(1)中的抛物线上是否存在一点P(不与点D重合),使得△ABP与△ADB相似?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由;
(3)如图2,点G为⊙M在第一象限内的任意一点、连结AG的直线l与(1)中的抛物线交于点H,设点H的坐标为(m,n),求AG•AH关于m的函数关系式,并求当m=8时,线段GH的长.
考点:二次函数综合题
专题:
分析:(1)求抛物线解析式需已知3点,现仅知C点,A、B两点虽不明确,但由|x1-x2|=8,可得AB=8.因为E为切点,则连接圆心与切点是对切线题目的常规做法,易得三角形相似性质,设MO=x,EO=y易得关于x,y的方程组,解得即有A、B坐标,则抛物线及顶点坐标易得.
(2)由已确定△ABP与△ADB,即已知对应点,那么∠BAP=∠DAB,由此画图仅得一点P.若此时的△ABP与△ADB相似,那么AB与BP的关系必同AD与DB关系一致,因为AD=BD,所以仅需判断BP是否等于AB即知.
(3)有题干中的AG•AH,不难想到切割线定理,即GH•AH=过点H的切线长的平方,而AH•AG=AH•(AH-GH)=AH2-GH•AH,其中A点固定,H点已知,AH2易求.而切线一般都利用切点与圆心的切线,则易发现恰好构成直角三角形,利用勾股定理易转化“过点H的切线长的平方”,进而可表示函数关系.求得关系由m=8,代入即可,不难推得GH.
(2)由已确定△ABP与△ADB,即已知对应点,那么∠BAP=∠DAB,由此画图仅得一点P.若此时的△ABP与△ADB相似,那么AB与BP的关系必同AD与DB关系一致,因为AD=BD,所以仅需判断BP是否等于AB即知.
(3)有题干中的AG•AH,不难想到切割线定理,即GH•AH=过点H的切线长的平方,而AH•AG=AH•(AH-GH)=AH2-GH•AH,其中A点固定,H点已知,AH2易求.而切线一般都利用切点与圆心的切线,则易发现恰好构成直角三角形,利用勾股定理易转化“过点H的切线长的平方”,进而可表示函数关系.求得关系由m=8,代入即可,不难推得GH.
解答:解:
(1)

如图1,连接ME,记OM=x,EO=y,
∵N (-6,0),|x1-x2|=8,
∴NO=6,AB=8,
∴EM=AM=MB=4.
∵∠ENO=90°-∠NEO=∠MEO,∠NOE=∠EOM=90°,
∴△NEO∽△EM0,
∴
=
,
∴
=
,即y2=6x,
在Rt△EOM中,
∵EO2+OM2=EM2,
∴y2+x2=42=16,
∴x2+6x-16=0,
∴x=2,或x=-8(负值舍去),
∴OM=2,
∴A(-2,0),B(6,0).
代入A、B、C三点坐标,解得抛物线为y=
x2-
x-2,
∴顶点D(2,-
).
(2)

如图2,连接AD,BD,作∠PAB=∠DAB交MD于Q,交抛物线于P,
显然Q与D关于x轴对称,即Q(2,
),
设过A(-2,0),Q(2,
)的直线为y=kx+b,
代入坐标,解得直线AQ:y=
x+
,
设P(x,y),则满足
,
解得
(与A重合舍去),或
,
∴P(10,8).
∵B(6,0),
∴PB2=(xP-xB)2+(yP-yB)2=16+64=80,
∴PB=4
,
∵AB=8,
∴AB≠PB,
∵AD=BD,
∴不存在P点使得△ABP与△ADB相似.
(3)

如图3,过点H作⊙M的切线HI,切点为I,连接MI,HM,
由切割线定理易得GH•AH=HI2,
∵M(2,0),H(m,
m2-
m-2),
∴MH2=(xH-xM)2+(yH-yM)2=(m-2)2+(
m2-
m-2)2,
在Rt△MHI中,
∵MI=4,
∴HI2=MH2-MI2=(m-2)2+(
m2-
m-2)2-16,
∴GH•AH=(m-2)2+(
m2-
m-2)2-16,
∵A(-2,0),
∴AH2=(xH-xA)2+(yH-yA)2=(m+2)2+(
m2-
m-2)2,
∴AH•AG=AH•(AH-GH)=AH2-GH•AH=(m+2)2+(
m2-
m-2)2-[(m-2)2+(
m2-
m-2)2-16]=8m+16,
当m=8时,AG•AH=8•8+16=80.
∵m=8,
∴H(8,
),
∴AH2=(xH-xA)2+(yH-yA)2=(8+2)2+(
-0)2=
,
∴AH=
,
∴AG=
,
∴GH=AH-AG=
.
(1)
如图1,连接ME,记OM=x,EO=y,
∵N (-6,0),|x1-x2|=8,
∴NO=6,AB=8,
∴EM=AM=MB=4.
∵∠ENO=90°-∠NEO=∠MEO,∠NOE=∠EOM=90°,
∴△NEO∽△EM0,
∴
| NO |
| OE |
| EO |
| OM |
∴
| 6 |
| y |
| y |
| x |
在Rt△EOM中,
∵EO2+OM2=EM2,
∴y2+x2=42=16,
∴x2+6x-16=0,
∴x=2,或x=-8(负值舍去),
∴OM=2,
∴A(-2,0),B(6,0).
代入A、B、C三点坐标,解得抛物线为y=
| 1 |
| 6 |
| 2 |
| 3 |
∴顶点D(2,-
| 8 |
| 3 |
(2)
如图2,连接AD,BD,作∠PAB=∠DAB交MD于Q,交抛物线于P,
显然Q与D关于x轴对称,即Q(2,
| 8 |
| 3 |
设过A(-2,0),Q(2,
| 8 |
| 3 |
代入坐标,解得直线AQ:y=
| 2 |
| 3 |
| 4 |
| 3 |
设P(x,y),则满足
|
解得
|
|
∴P(10,8).
∵B(6,0),
∴PB2=(xP-xB)2+(yP-yB)2=16+64=80,
∴PB=4
| 5 |
∵AB=8,
∴AB≠PB,
∵AD=BD,
∴不存在P点使得△ABP与△ADB相似.
(3)
如图3,过点H作⊙M的切线HI,切点为I,连接MI,HM,
由切割线定理易得GH•AH=HI2,
∵M(2,0),H(m,
| 1 |
| 6 |
| 2 |
| 3 |
∴MH2=(xH-xM)2+(yH-yM)2=(m-2)2+(
| 1 |
| 6 |
| 2 |
| 3 |
在Rt△MHI中,
∵MI=4,
∴HI2=MH2-MI2=(m-2)2+(
| 1 |
| 6 |
| 2 |
| 3 |
∴GH•AH=(m-2)2+(
| 1 |
| 6 |
| 2 |
| 3 |
∵A(-2,0),
∴AH2=(xH-xA)2+(yH-yA)2=(m+2)2+(
| 1 |
| 6 |
| 2 |
| 3 |
∴AH•AG=AH•(AH-GH)=AH2-GH•AH=(m+2)2+(
| 1 |
| 6 |
| 2 |
| 3 |
| 1 |
| 6 |
| 2 |
| 3 |
当m=8时,AG•AH=8•8+16=80.
∵m=8,
∴H(8,
| 10 |
| 3 |
∴AH2=(xH-xA)2+(yH-yA)2=(8+2)2+(
| 10 |
| 3 |
| 1000 |
| 9 |
∴AH=
10
| ||
| 3 |
∴AG=
12
| ||
| 5 |
∴GH=AH-AG=
14
| ||
| 15 |
点评:本题综合难度较高,计算量也较大,主要考查了三角形相似、抛物线性质、利用勾股定理求坐标系中两点距离及圆与切割线定理等知识,但处理各问的方式属于都属于常规考法,值得学生练习、巩固,综上来说这是一道质量很高的题目.
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| 7 |
| A、6 | ||
| B、5 | ||
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| ||
D、2
|