题目内容
【题目】如图,抛物线
(m<0)的顶点为A,交y轴于点C.
(1)求出点A的坐标(用含m的式子表示);
(2)平移直线y=x经过点A交抛物线C于另一点B,直线AB下方抛物线C上一点P,求点P到直线AB的最大距离
(3)设直线AC交x轴于点D,直线AC关于x轴对称的直线交抛物线C于E、F两点.若∠ECF=90°,求m的值.
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【答案】(1)顶点A坐标
;(2)P到直线AB的距离d的最大值为
;(3)m=1
.
【解析】(1)利用配方法即可解决问题;
(2)过点P作PQ∥y轴交AB于Q,如图1中,设P
,首先求出PQ的最大值,点P到直线AB的最大距离d=
,由此即可即可解决问题;
(3)过点C作MN∥x轴,过点E作EM⊥MN于M,过点F作FN⊥MN于N,如图2中,设E(x1,y1)、F(x2,y2),由Rt△EMC∽Rt△CNF,得
,即
,化简得:y1y2-m(y1+y2)+m2=-x1x2,再由
,消去y,整理得:x2+3mx+4m=0,利用根与系数关系,转化为关于m的方程即可解决问题.
(1)∵
,
∴顶点A坐标
;
(2)∵直线AB的解析式为
,
设P
,
过点P作PQ∥y轴交AB于Q,如图1中,
![]()
∴Q
,
∴PQ=![]()
=![]()
=
,
当a=1-m 时,PQ有最大值为
,
∵PQ与直线AB的夹角为45°,
∴P到直线AB的距离d的最大值为
;
(3)A(﹣m,﹣
m2+m)、C(0,m),
A′(﹣m,
m2﹣m,)、C′(0,﹣m),
∴直线EF的解析式为y=﹣
mx﹣m,
设E(x1 , y1)、F(x2 , y2),
过点C作MN∥x轴,过点E作EM⊥MN于M,过点F作FN⊥MN于N,
∵∠ECF=90°,
∴∠ECM+∠FCN=90°,∠FCN+∠CFN=90°,
∴∠ECM=∠CFN,∵∠EMC=∠FNC=90°,
∴Rt△EMC∽Rt△CNF,∴
,
即
,
化简得:y1y2﹣m(y1+y2)+m2=﹣x1x2,
由
,消去y,整理得:x2+3mx+4m=0,
∴x1+x2=﹣3m,x1x2=4m,
y1y2=(﹣
mx1﹣m)(﹣
mx2﹣m)=﹣
m3+m2,
y1+y2=
m2﹣2m,
∴﹣
m3+m2﹣m(
m2﹣2m)+m2=﹣4m,
∴m(m-2m-2)=0
解得m=1
或1+
或0,
∵m<0,∴m=1
.