题目内容

1.如图1,已知:A(0,-2),B(-2,0),C(1,0),抛物线L1:y=ax2+bx+c经过A、B两点,且点A是抛物线的顶点,直线AC与抛物线的另一个交点是D.
(1)求抛物线L1的解析式和直线AC的解析式;
(2)E是抛物线L1上一点,当△EAD的面积等于△OBD的面积的一半时,求点E的坐标;
(3)如图2,将抛物线L1向下平移m(m>0)个单位得到抛物线L2,且抛物线L2的顶点为点P,交x轴负半轴于点M,交射线AC于点N,作NQ⊥x轴于点Q.
①求证:∠NMQ=45°;
②当NP平分∠MNQ时,求m的值.

分析 (1)根据点AC的坐标来求直线AC的解析式;设抛物线方程为顶点式y=ax2-2(a≠0),然后把点A的坐标代入来求a的值即可;
(2)由抛物线与直线交点的求法得到点D的坐标为(4,6),作DE⊥x轴于H,则OH=4.作EF∥y轴,交直线AD于F,结合“分割法”来求三角形的面积进行解答.需要分类讨论:当E在直线AD下方时(0<t<4)和当E在直线AD上方两种情况来求E点的坐标;
(3)①由抛物线的平移规律得到抛物线L2的解析式为y=$\frac{1}{2}$x2-2-m.结合坐标与图形性质求得MQ=NQ,由此证得结论;
②设直线MN交y轴于T,过点N作NH⊥y轴于点H.由角平分线的性质和等腰三角形的判定推知:△MOT,△NHT均为等腰直角三角形,结合等腰直角三角形的性质列出关于m的方程$\sqrt{2}$(2+$\sqrt{2m+4}$)=$\sqrt{2m+4}$+m+2,利用换元法求得m的值即可.

解答 解:(1)如图1,设直线AC的解析式为y=kx+b(k≠0),
把A(0,-2),C(1,0)代入,得
$\left\{\begin{array}{l}{b=-2}\\{0=k+b}\end{array}\right.$,
解得$\left\{\begin{array}{l}{k=2}\\{b=-2}\end{array}\right.$.
则直线AC的解析式为y=2x-2.
设抛物线方程为y=ax2-2(a≠0),
把B(-2,0)代入,得
0=4a-2则a=$\frac{1}{2}$,
则抛物线L1:y=$\frac{1}{2}$x2-2;

(2)由$\left\{\begin{array}{l}{y=\frac{1}{2}{x}^{2}-2}\\{y=2x-2}\end{array}\right.$ 解得$\left\{\begin{array}{l}{{x}_{1}=4}\\{{y}_{1}=6}\end{array}\right.$,$\left\{\begin{array}{l}{{x}_{2}=0}\\{{y}_{2}=-2}\end{array}\right.$(舍去),
∴点D的坐标为(4,6),
∴S△OBD=6,
∴S△EAD=3.
如图1,作DH⊥x轴于H,则OH=4.
作EF∥y轴,交直线AD于F,
设E(t,$\frac{1}{2}$t2-2),则F(t,2t-2).
当E在直线AD下方时(0<t<4),EF=2t-$\frac{1}{2}$t2,
S△EAD=S△EFA+S△EFD=$\frac{1}{2}$EF•OG+$\frac{1}{2}$EF•GH=$\frac{1}{2}$EF•OH=2(2t-$\frac{1}{2}$t2)=3,
解得t=1或t=3,
∴E(1,-$\frac{3}{2}$)或(3,$\frac{5}{2}$);
当E在直线AD上方时(t<0或t>4),EF=$\frac{1}{2}$t2-2t.
当t<0时,S△EAD=S△EFD-S△EFA=$\frac{1}{2}$EF•OH=2($\frac{1}{2}$t2-2t)=3;
当t>4时,S△EAD=S△EFA-S△EFD=$\frac{1}{2}$EF•OH=2($\frac{1}{2}$t2-2t)=3;
解得 t=2±$\sqrt{7}$,
∴E(2+$\sqrt{7}$,$\frac{7}{2}$+2$\sqrt{7}$)或(2-$\sqrt{7}$,$\frac{7}{2}$-2$\sqrt{7}$).
综上,E的坐标为:(1,-$\frac{3}{2}$)或(3,$\frac{5}{2}$)或(2+$\sqrt{7}$,$\frac{7}{2}$+2$\sqrt{7}$)或(2-$\sqrt{7}$,$\frac{7}{2}$-2$\sqrt{7}$).

(3)①抛物线L2的解析式为y=$\frac{1}{2}$x2-2-m,
∴P(0,-2-m),M(-$\sqrt{2m+4}$,0),
由$\left\{\begin{array}{l}{y=2x-2}\\{y=\frac{1}{2}{x}^{2}-2-m}\end{array}\right.$ 得N(2+$\sqrt{2m+4}$,2+2$\sqrt{2m+4}$),
∴Q(2+$\sqrt{2m+4}$,0),
∴MQ=2+$\sqrt{2m+4}$+$\sqrt{2m+4}$+=2+2$\sqrt{2m+4}$=NQ,
∴∠NMQ=45°;
②如图2,设直线MN交y轴于T,过点N作NH⊥y轴于点H.
∵PN平分∠MNQ,NQ∥TP
∴∠MNP=∠PNQ=∠TPN,
∴PT=NT,
∵△MQT,△NHT均为等腰直角三角形,
∴MQ=NQ,HT=HN,
∴NT=$\sqrt{2}$NH,PT=TO+OP=OM+OP
∴$\sqrt{2}$(2+$\sqrt{2m+4}$)=$\sqrt{2m+4}$+m+2
令$\sqrt{m+2}$=t,则t2+($\sqrt{2}$-2)t-2$\sqrt{2}$=0,
解得t=2或t=-$\sqrt{2}$(舍去).
∴$\sqrt{m+2}$=2,
∴m=2.

点评 本题考查了二次函数的解析式的求法,等腰直角三角形的判定与性质的综合能力培养.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.

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