题目内容


如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)和点B(1,0),直线y=2x﹣1与y轴交于点C,与抛物线交于点C、D.

(1)求抛物线的解析式;

(2)求点A到直线CD的距离;

(3)平移抛物线,使抛物线的顶点P在直线CD上,抛物线与直线CD的另一个交点为Q,点G在y轴正半轴上,当以G、P、Q三点为顶点的三角形为等腰直角三角形时,求出所有符合条件的G点的坐标.


解:(1)直线y=2x﹣1,当x=0时,y=﹣1,则点C坐标为(0,﹣1).

设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,

∵点A(﹣1,0)、B(1,0)、C(0,﹣1)在抛物线上,

∴,

解得,

∴抛物线的解析式为:y=x2﹣1.

(2)如答图2所示,直线y=2x﹣1,当y=0时,x=;[来源:学科网ZXXK]

设直线CD交x轴于点E,则E(,0).

在Rt△OCE中,OC=1,OE=,由勾股定理得:CE=,

设∠OEC=θ,则sinθ=,cosθ=.

过点A作AF⊥CD于点F,

则AF=AE•sinθ=(OA+OE)•sinθ=(1+)×=,

∴点A到直线CD的距离为.

(3)∵平移后抛物线的顶点P在直线y=2x﹣1上,

∴设P(t,2t﹣1),则平移后抛物线的解析式为y=(x﹣t)2+2t﹣1.

联立,化简得:x2﹣(2t+2)x+t2+2t=0,

解得:x1=t,x2=t+2,即点P、点Q的横坐标相差2,

∴PQ===.

△GPQ为等腰直角三角形,可能有以下情形:

i)若点P为直角顶点,如答图3①所示,则PG=PQ=.

∴CG====10,

∴OG=CG﹣OC=10﹣1=9,

∴G(0,9);

ii)若点Q为直角顶点,如答图3②所示,则QG=PQ=.

同理可得:Q(0,9);

iii)若点G为直角顶点,如答图3③所示,此时PQ=,则GP=GQ=.

分别过点P、Q作y轴的垂线,垂足分别为点M、N.

易证Rt△PMG≌Rt△GNQ,

∴GN=PM,GM=QN.

在Rt△QNG中,由勾股定理得:GN2+QN2=GQ2,即PM2+QN2=10 ①

∵点P、Q横坐标相差2,∴NQ=PM+2,

代入①式得:PM2+(PM+2)2=10,解得PM=1,

∴NQ=3.

直线y=2x﹣1,当x=1时,y=1,∴P(1,1),即OM=1.

∴OG=OM+GM=OM+NQ=1+3=4,

∴G(0,4).

综上所述,符合条件的点G有两个,其坐标为(0,4)或(0,9).


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