题目内容
【题目】抛物线L:y=﹣x2+bx+c经过点A(0,1),与它的对称轴直线x=1交于点B.
(1)直接写出抛物线L的解析式;
(2)如图1,过定点的直线y=kx﹣k+4(k<0)与抛物线L交于点M、N.若△BMN的面积等于1,求k的值;
(3)如图2,将抛物线L向上平移m(m>0)个单位长度得到抛物线L1,抛物线L1与y轴交于点C,过点C作y轴的垂线交抛物线L1于另一点D.F为抛物线L1的对称轴与x轴的交点,P为线段OC上一点.若△PCD与△POF相似,并且符合条件的点P恰有2个,求m的值及相应点P的坐标.
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【答案】(1)y=﹣x2+2x+1;(2)-3;(3)当m=2
﹣1时,点P的坐标为(0,
)和(0,
);当m=2时,点P的坐标为(0,1)和(0,2).
【解析】
(1)根据对称轴为直线x=1且抛物线过点A(0,1)利用待定系数法进行求解可即得;
(2)根据直线y=kx﹣k+4=k(x﹣1)+4知直线所过定点G坐标为(1,4),从而得出BG=2,由S△BMN=S△BNG﹣S△BMG=
BGxN﹣
BGxM=1得出xN﹣xM=1,联立直线和抛物线解析式求得x=
,根据xN﹣xM=1列出关于k的方程,解之可得;
(3)设抛物线L1的解析式为y=﹣x2+2x+1+m,知C(0,1+m)、D(2,1+m)、F(1,0),再设P(0,t),分△PCD∽△POF和△PCD∽△POF两种情况,由对应边成比例得出关于t与m的方程,利用符合条件的点P恰有2个,结合方程的解的情况求解可得.
(1)由题意知
,解得:
,
∴抛物线L的解析式为y=﹣x2+2x+1;
(2)如图1,设M点的横坐标为xM,N点的横坐标为xN,
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∵y=kx﹣k+4=k(x﹣1)+4,
∴当x=1时,y=4,即该直线所过定点G坐标为(1,4),
∵y=﹣x2+2x+1=﹣(x﹣1)2+2,
∴点B(1,2),
则BG=2,
∵S△BMN=1,即S△BNG﹣S△BMG=
BG(xN﹣1)-
BG(xM-1)=1,
∴xN﹣xM=1,
由
得:x2+(k﹣2)x﹣k+3=0,
解得:x=
=
,
则xN=
、xM=
,
由xN﹣xM=1得
=1,
∴k=±3,
∵k<0,
∴k=﹣3;
(3)如图2,
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设抛物线L1的解析式为y=﹣x2+2x+1+m,
∴C(0,1+m)、D(2,1+m)、F(1,0),
设P(0,t),
(a)当△PCD∽△FOP时,
,
∴
,
∴t2﹣(1+m)t+2=0①;
(b)当△PCD∽△POF时,
,
∴
,
∴t=
(m+1)②;
(Ⅰ)当方程①有两个相等实数根时,
△=(1+m)2﹣8=0,
解得:m=2
﹣1(负值舍去),
此时方程①有两个相等实数根t1=t2=
,
方程②有一个实数根t=
,
∴m=2
﹣1,
此时点P的坐标为(0,
)和(0,
);
(Ⅱ)当方程①有两个不相等的实数根时,
把②代入①,得:
(m+1)2﹣
(m+1)+2=0,
解得:m=2(负值舍去),
此时,方程①有两个不相等的实数根t1=1、t2=2,
方程②有一个实数根t=1,
∴m=2,此时点P的坐标为(0,1)和(0,2);
综上,当m=2
﹣1时,点P的坐标为(0,
)和(0,
);
当m=2时,点P的坐标为(0,1)和(0,2).