题目内容
（2005•衢州）如图，在矩形ABCD中，AB=3，BC=2，点A的坐标为（1，0），以CD为直径，在矩形AB
CD内作半圆，点M为圆心．设过A、B两点抛物线的解析式为y=ax2+bx+c，顶点为点N．（1）求过A、C两点直线的解析式；
（2）当点N在半圆M内时，求a的取值范围；
（3）过点A作⊙M的切线交BC于点F，E为切点，当以点A、F，B为顶点的三角形与以C、N、M为顶点的三角形相似时，求点N的坐标．
【答案】分析：（1）根据矩形的性质及A点坐标可求出C点坐标，再根据A、C两点的坐标用待定系数法即可求出过A、C两点直线的解析式．
（2）矩形ABCD中，AB=3，BC=2，点A的坐标为（1，0），可求出B、D、M、E点的坐标，根据抛物线与坐标轴交于A、B两点故可设出抛物线的交点式，根据交点式可求出N点坐标，由抛物线、半圆的轴对称可知，抛物线的顶点在过点M且与CD垂直的直线上，又点N在半圆内，即可求出a的取值范围．
（3）根据切线的性质定理、矩形的边长及勾股定理可求出△各边的长，因为在△ABF与△CMN均为直角三角形，故应分两种情况讨论即△ABF∽△CMN，△ABF∽△NMC，同时在讨论时还要考虑到N在CD的下方与上方的情况．
解答：解：（1）因为在矩形ABCD中，AB=3，BC=2，点A的坐标为（1，0），
所以B（4，0），C（4，2），
设过A，C两点的直线解析式为y=kx+b，
把A，C两点代入得
，
解得
，
故过点A、C的直线的解析式为y=
x-
．
（2）由抛物线过A，B两点，可设抛物线的解析式为y=a（x-1）（x-4），
整理得，y=ax2-5ax+4a．
∴顶点N的坐标为（
，-
）．
由抛物线、半圆的轴对称可知，抛物线的顶点在过点M且与CD垂直的直线上，又点N在半圆内，
＜-
＜2，
解这个不等式，得-
＜a＜-
．
（3）设EF=x，则CF=x，BF=2-x，AF=2+x，AB=3，
在Rt△ABF中，由勾股定理AB2+BF2=AF2，
得x=
，BF=
，
①由△ABF∽△CMN得，
=
，即MN=
=
．
当点N在CD的下方时，由-
=2-
=
，求得N1（
，
）．
当点N在CD的上方时，由-
=2+
=
，求得N 2（
，
）．
②由△ABF∽△NMC得，
=
即MN=
=
．
当点N在CD的下方时，由-
=2-
=-
，求得N3（
，
）．
当点N在CD的上方时，由-
=2+
=
，求得N4（
，
）．
点评：此题比较复杂，综合性较强，综合考查了圆、一次函数、二次函数的性质，是一道难度较大的题目．
（2）矩形ABCD中，AB=3，BC=2，点A的坐标为（1，0），可求出B、D、M、E点的坐标，根据抛物线与坐标轴交于A、B两点故可设出抛物线的交点式，根据交点式可求出N点坐标，由抛物线、半圆的轴对称可知，抛物线的顶点在过点M且与CD垂直的直线上，又点N在半圆内，即可求出a的取值范围．
（3）根据切线的性质定理、矩形的边长及勾股定理可求出△各边的长，因为在△ABF与△CMN均为直角三角形，故应分两种情况讨论即△ABF∽△CMN，△ABF∽△NMC，同时在讨论时还要考虑到N在CD的下方与上方的情况．
解答：解：（1）因为在矩形ABCD中，AB=3，BC=2，点A的坐标为（1，0），
所以B（4，0），C（4，2），
设过A，C两点的直线解析式为y=kx+b，
把A，C两点代入得
，解得
，故过点A、C的直线的解析式为y=
x-．（2）由抛物线过A，B两点，可设抛物线的解析式为y=a（x-1）（x-4），
整理得，y=ax2-5ax+4a．
∴顶点N的坐标为（
，-）．由抛物线、半圆的轴对称可知，抛物线的顶点在过点M且与CD垂直的直线上，又点N在半圆内，
＜-＜2，解这个不等式，得-
＜a＜-．（3）设EF=x，则CF=x，BF=2-x，AF=2+x，AB=3，
在Rt△ABF中，由勾股定理AB2+BF2=AF2，
得x=
，BF=，①由△ABF∽△CMN得，
=，即MN==．当点N在CD的下方时，由-
=2-=，求得N1（，）．当点N在CD的上方时，由-
=2+=，求得N 2（，）．②由△ABF∽△NMC得，
=即MN==．当点N在CD的下方时，由-
=2-=-，求得N3（，）．当点N在CD的上方时，由-
=2+=，求得N4（，）．点评：此题比较复杂，综合性较强，综合考查了圆、一次函数、二次函数的性质，是一道难度较大的题目．
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