题目内容
如图,在直角坐标系中,以点M(3,0)为圆心,以6为半径的圆分别交x轴的正半轴于点A,交x轴的负半轴交于点B,交y轴的正半轴于点C,过点C的直线交x轴的负半轴于点D(-9,0)(1)求A,C两点的坐标;
(2)求证:直线CD是⊙M的切线;
(3)若抛物线y=x2+bx+c经过M,A两点,求此抛物线的解析式;
(4)连接AC,若(3)中抛物线的对称轴分别与直线CD交于点E,与AC交于点F.如果点P是抛物线上的动点,是否存在这样的点P,使得S△PAM:S△CEF=
【答案】分析:(1)已知了M的坐标和圆的半径即可求出A点坐标,连接MC可在直角三角形OMC中,用勾股定理求出OC的长,即可得出C点的坐标.
(2)连接MC,证MC⊥CD即可.根据OD的长和OC的长,不难得出∠ODC=30°,同理可在直角三角形OCM中,求出∠OMC=60°,由此可得出∠DCM=90°,由此可得证.
(3)将M、A的坐标代入抛物线中求解即可.
(4)本题可先求出三角形CEF的面积,然后根据两三角形的面积比求出三角形PAM的面积,由于AM是定值,根据三角形PAM的面积即可求出P点的纵坐标的绝对值,代入抛物线中即可求出P点的坐标.
解答:
解:(1)连接CM,由题意得:OM=3,OB=3,OE=9,MC=6
OA=OM+MA=3+6=9
A(9,0)
∵OC=
=3
∴C(0,
)
(2)证法一:
在Rt△DCO中,∵DC=
=6
在△DCM中,∵CM2+DC2=144
DM2=(DO+OM)2=(9+3)2=122=144
∴CM2+DC2=DM2
∴△DCM直角三角形.
∴MC⊥DC,而MC是⊙M的半径
∴CD是⊙M的切线.
证法二:
在Rt△COM中,∵sin∠MCO=
=
,
∴∠MCO=30°
在Rt△DOC中,∵tan∠DCO=
=
=
,
∴∠DCO=60°
∴∠DCM=∠MCO+∠DCO=90°
∴MC⊥DC,而MC中的⊙M半径.
(3)由抛物线y=x2+bx+c经过点M(3,0)和点A(9,0),可得:
解得:
∴抛物线的解析式为:y=x2-12x+27.
(4)存在
设抛物线的对称轴交x轴于点H
在(2)中已证:
∴∠DCO=60°,∠CDO=30°
∵抛物线的对称轴平行于y,
∴∠CEF=∠DCO=60°
∵OD=OA=9,
∴CO垂直平分AD
∴∠CAO=∠CDO=30°
在Rt△AFH中,∠AFH=60°
∴∠EFC=60°
∴△CEF是等边三角形
过点C作CG⊥EF于点G,则CG=6
可得:EF=4
,S△CEF=
EF•CG=
×4
×6=12
;
若点P在轴的上方,设点P坐标为(x,y),S△PAM=
AM•y=3y,S△PAM:S△CEF=
:3
∴3y:12
=
:3,
解得:y=4.
当y=4时,即x2-12x+27=4,解得x=6±
∴P(6-
,4)或(6+
,4).
②若点P在x轴上,则点P与点M或与点A重合,此时构不成三角形.
③若点P在x轴下方,设点P的坐标为(x,y)
S△PAM=
AM•(-y)=-3y,S△PAM:S△CEF=
:3
∴-3y:12
=
:3
解得:y=-4
当y=-4时,即x2-12x+27=-4,解得x=6±
.
∴P(6-
,-4)或(6+
,-4).
∴这样的点共有4个,
∴P(6-
,4)或(6+
,4)或(6-
,-4)或(6+
,-4).
点评:本题考查了圆和二次函数的相关知识,难度较大.
(2)连接MC,证MC⊥CD即可.根据OD的长和OC的长,不难得出∠ODC=30°,同理可在直角三角形OCM中,求出∠OMC=60°,由此可得出∠DCM=90°,由此可得证.
(3)将M、A的坐标代入抛物线中求解即可.
(4)本题可先求出三角形CEF的面积,然后根据两三角形的面积比求出三角形PAM的面积,由于AM是定值,根据三角形PAM的面积即可求出P点的纵坐标的绝对值,代入抛物线中即可求出P点的坐标.
解答:
OA=OM+MA=3+6=9
A(9,0)
∵OC=
∴C(0,
(2)证法一:
在Rt△DCO中,∵DC=
在△DCM中,∵CM2+DC2=144
DM2=(DO+OM)2=(9+3)2=122=144
∴CM2+DC2=DM2
∴△DCM直角三角形.
∴MC⊥DC,而MC是⊙M的半径
∴CD是⊙M的切线.
证法二:
在Rt△COM中,∵sin∠MCO=
∴∠MCO=30°
在Rt△DOC中,∵tan∠DCO=
∴∠DCO=60°
∴∠DCM=∠MCO+∠DCO=90°
∴MC⊥DC,而MC中的⊙M半径.
(3)由抛物线y=x2+bx+c经过点M(3,0)和点A(9,0),可得:
解得:
∴抛物线的解析式为:y=x2-12x+27.
(4)存在
设抛物线的对称轴交x轴于点H
在(2)中已证:
∴∠DCO=60°,∠CDO=30°
∵抛物线的对称轴平行于y,
∴∠CEF=∠DCO=60°
∵OD=OA=9,
∴CO垂直平分AD
∴∠CAO=∠CDO=30°
在Rt△AFH中,∠AFH=60°
∴∠EFC=60°
∴△CEF是等边三角形
过点C作CG⊥EF于点G,则CG=6
可得:EF=4
若点P在轴的上方,设点P坐标为(x,y),S△PAM=
∴3y:12
解得:y=4.
当y=4时,即x2-12x+27=4,解得x=6±
∴P(6-
②若点P在x轴上,则点P与点M或与点A重合,此时构不成三角形.
③若点P在x轴下方,设点P的坐标为(x,y)
S△PAM=
∴-3y:12
解得:y=-4
当y=-4时,即x2-12x+27=-4,解得x=6±
∴P(6-
∴这样的点共有4个,
∴P(6-
点评:本题考查了圆和二次函数的相关知识,难度较大.
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