题目内容

【题目】如图1,抛物线W:y=ax2﹣2的顶点为点A,与x轴的负半轴交于点D,直线AB交抛物线W于另一点C,点B的坐标为(1,0).

(1)求直线AB的解析式;

(2)过点C作CE⊥x轴,交x轴于点E,若AC平分∠DCE,求抛物线W的解析式;

(3)若a=,将抛物线W向下平移m(m>0)个单位得到抛物线W1,如图2,记抛物线W1的顶点为A1,与x轴负半轴的交点为D1,与射线BC的交点为C1.问:在平移的过程中,tan∠D1C1B是否恒为定值?若是,请求出tan∠D1C1B的值;若不是,请说明理由.

【答案】(1)y=2x﹣2;(2)y=x2﹣2;(3)tan∠D1C1B恒为定值,,见解析

【解析】

(1)由待定系数法可求解析式;

(2)如图1,过点作于,通过证明,可得,由平行线分线段成比例可求,可得,,设,,则,,由勾股定理可求,可求点,点坐标,代入解析式可求的值,即可求抛物线的解析式;

(3)先求出点的坐标,如图2,过点作轴,过点作轴,可证,可得,如图3,过点作于点,由勾股定理和直角三角形的性质可求,,的长,即可求.

解:(1)∵抛物线W:y=ax2﹣2的顶点为点A,

∴点A(0,﹣2)

设直线AB解析式为y=kx+b,

∴

解得

∴抛物线解析式为:y=2x﹣2;

(2)如图1,过点B作BN⊥CD于N,

∵AC平分∠DCE,BN⊥CD,BE⊥CE,

∴BN=BE,

∵∠BND=∠CED=90°,∠BDN=∠CDE,

∴△BND∽△CED,

∴,

∴,

∵AO∥CE,

∴=

∴CE=2BE,CD=2DB,

设BE=x,BD=y,则CE=2x,CD=2y,

∵CD2=DE2+CE2,

∴4y2=(x+y)2+4x2,

∴(x+y)(5x﹣3y)=0,

∴y=x,

∴点C(x+1,2x),点D(1﹣x,0)

∵点C,点D是抛物线W:y=ax2﹣2上的点,

∴

∴x+1=(1﹣x)2,

∴x1=0(舍去),x2=,

∴0=a(1﹣)2﹣2,

∴a=,

∴抛物线解析式为:y=x2﹣2;

(3)tan∠D1C1B恒为定值,

理由如下:由题意可得抛物线W1的解析式为:y=x2﹣2﹣m,

设点D1的坐标为(t,0)(t<0),

∴0=t2﹣2﹣m,

∴2+m=t2,

∴抛物线W1的解析式为:y=x2﹣t2,

∵抛物线W1与射线BC的交点为C1,

∴

解得:,(不合题意舍去),

∴点C1的坐标(2﹣t,2﹣2t),

如图2,过点C1作C1H⊥x轴,过点C作CG⊥x轴,

∴C1H=2﹣2t,OH=2﹣t,

∴D1H=D1O+OH=2﹣t+(﹣t)=2﹣2t,

∴C1H=D1H,且C1H⊥x轴,

∴∠C1D1H=45°,

∵y=x2﹣2与x轴交于点D,

∴点D(﹣2,0)

∵y=2x﹣2与y=x2﹣2交于点C,点A

∴点C(4,6)

∴GC=6,DG=OD+OG=2+4=6,

∴DG=CG,且CG⊥x轴,

∴∠GDC=45°=∠C1D1H,

∴C1D1∥CD,

∴∠D1C1B=∠DCB,

∴tan∠D1C1B=tan∠DCB,

如图3,过点B作BF⊥CD于点F,

∵∠CDB=45°,BF⊥CD,BD=OD+OB=2+1=3,

∴∠FDB=∠FBD=45°,

∴DF=BF,DB=DF=3,

∴DF=BF=

∵点D(﹣2,0),点C(4,6),

∴CD==6,

∴CF=CD﹣DF=,

∴tan∠D1C1B=tan∠DCB==,

∴tan∠D1C1B恒为定值.

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