题目内容

【题目】如图(1),抛物线y=ax2+6x+c交x轴于A,B两点,交y轴于点C.直线y=x+5经过点A,C.

(1)求抛物线的解析式;

(2)如图(2),若过点B的直线交直线AC于点M.

①当BM⊥AC时,过抛物线上一动点P(不与点B,C重合),作直线BM的平行线交AC于点Q,若以点B,M,Q,P为顶点的四边形是平行四边形,求点P的横坐标;

②连结BC,当直线BM与直线AC的夹角等于∠ACB的2倍时,请直接写出点M的坐标.

【答案】(1)y=x2+6x+5;(2)①点P的横坐标为﹣4,或;②点M的坐标为(,)或(,)

【解析】

(1)利用一次函数图象上点的坐标特征可求出点A,C的坐标,由点A,C的坐标利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;

(2)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点B的坐标;

①分四边形BMQP为平行四边形和四边形BMPQ为平行四边形两种情况考虑:(i)当四边形BMQP为平行四边形时,过点B作BP1∥AC,交抛物线于点P1,由直线AC的解析式结合点B的坐标可得出直线BP1的解析式,联立直线BP1和抛物线的解析式成方程组,通过解方程组可得出点P1的横坐标;(ii)当四边形BMPQ为平行四边形时,过点A作AD∥y轴,交直线BM于点D,易求点D的坐标为(﹣5,4),过点D作直线P2P3∥AC,交抛物线于点P2,P3,由直线AC的解析式结合点D的坐标可得出直线P2P3的解析式,联立直线P2P3和抛物线的解析式成方程组,通过解方程组可求出点P2,P3的横坐标;

②作BC的垂直平分线l,垂足为E,交AC于点M1,作BN⊥AC于点N,作点M1关于点N的对称点M2,M1,M2符合条件,由点B,C的坐标可求出直线BC的解析式及点E的坐标,结合直线l⊥BC可求出直线l的解析式,联立直线l和直线AC的解析式成方程组,通过解方程组可求出点M1的坐标;由直线AC的解析式、点B的坐标及BN⊥AC可求出直线ON的解析式,联立直线ON和直线AC的解析式成方程组,通过解方程组可求出点N的坐标,再结合点N为线段M1M2的中点可求出点M2的坐标.

(1)当x=0时,y=x+5=5,

∴点C的坐标为(0,5);

当y=0时,x+5=0,

解得:x=﹣5,

∴点A的坐标为(﹣5,0).

将A(﹣5,0),C(0,5)代入y=ax2+6x+c,得:

,解得:,

∴抛物线的解析式为y=x2+6x+5.

(2)当y=0时,x2+6x+5=0,

解得:x1=﹣5,x2=﹣1,

∴点B的坐标为(﹣1,0).

①∵PQ∥BM,

∴分两种情况考虑,如图1所示:

(i)当四边形BMQP为平行四边形时,过点B作BP1∥AC,交抛物线于点P1.

∵直线AC的解析式为y=x+5,

∴设直线BP1的解析式为y=x+b,

将B(﹣1,0)代入y=x+b,得:﹣1+b=0,

解得:b=1,

∴直线BP1的解析式为y=x+1.

联立直线BP1和抛物线的解析式成方程组,得:,

解得:,,

∴点P1的横坐标为﹣4;

(ii)当四边形BMPQ为平行四边形时,过点A作AD∥y轴,交直线BM于点D,过点D作直线P2P3∥AC,交抛物线于点P2,P3.

∵OA=OC,

∴∠OAC=45°.

∵BM⊥AC,DA⊥AB,

∴∠AMB=90°,∠ABM=45°,∠ADM=45°.

在△AMD和△AMB中,,

∴△AMD≌△AMB(AAS),

∴AD=AB,DM=BM.

∴点D的坐标为(﹣5,4).

又∵直线AC的解析式为y=x+5,

∴直线P2P3的解析式为y=x+9.

联立直线P2P3和抛物线的解析式成方程组,得:,

解得:,,

∴点P2的横坐标为,点P3的横坐标为.

综上所述:点P的横坐标为﹣4,或.

(3)作BC的垂直平分线l,垂足为E,交AC于点M1,作BN⊥AC于点N,作点M1关于点N的对称点M2,M1,M2符合条件.如图2所示.

∵点B的坐标为(﹣1,0),点C的坐标为(0,5),

∴点E的坐标为(﹣,),直线BC的解析式为y=5x+5,

∴直线l的解析式为y=﹣x+.

联立直线l和直线AC的解析式成方程组,得:,

解得:,

∴点M1的坐标为(,).

∵直线AC的解析式为y=x+5,点B的坐标为(﹣1,0),BN⊥AC,

∴直线ON的解析式为y=﹣x﹣1.

联立直线ON和直线AC的解析式成方程组,得:,

解得:,

∴点N的坐标为(﹣3,2).

又∵点N为线段M1M2的中点,

∴点M2的坐标为(,).

∴点M的坐标为(,)或(,).

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