题目内容
【题目】已知抛物线C:y=x2﹣2x+1的顶点为P,与y轴的交点为Q,点F(1,
).
(1)求tan∠OPQ的值;
(2)将抛物线C向上平移得到抛物线C′,点Q平移后的对应点为Q′,且FQ′=OQ′.
①求抛物线C′的解析式;
②若点P关于直线Q′F的对称点为K,射线FK与抛物线C′相交于点A,求点A的坐标.
【答案】
(1)解:∵y=x2﹣2x+1=(x﹣1)2
∴顶点P(1,0),
∵当x=0时,y=1,
∴Q(0,1),
∴tan∠OPQ=1;
(2)解:①设抛物线C′的解析式为y=x2﹣2x+m,
∴Q′(0,m)其中m>1,
∴OQ′=m,
∵F(1,
),
过F作FH⊥OQ′,如图:
![]()
∴FH=1,Q′H=m﹣
,
在Rt△FQ′H中,FQ′2=(m﹣
)2+1=m2﹣m+
,
∵FQ′=OQ′,
∴m2﹣m+
=m2,
∴m=
,
∴抛物线C′的解析式为y=x2﹣2x+
,
②方法一:设点A(x0,y0),则y0=x02﹣2x0+
①,
过点A作x轴的垂线,与直线Q′F相交于点N,则可设N(x0,n),
![]()
∴AN=y0﹣n,其中y0>n,
连接FP,
∵F(1,
),P(1,0),
∴FP⊥x轴,
∴FP∥AN,
∴∠ANF=∠PFN,
连接PK,则直线Q′F是线段PK的垂直平分线,
∴FP=FK,有∠PFN=∠AFN,
∴∠ANF=∠AFN,则AF=AN,
∵A(x0,y0),F(1,
),
∴AF2=(x0﹣1)2+(y0﹣
)2=x02﹣2x0+1+y02﹣y0+
=x02﹣2x0+
+y02﹣y0=(x02﹣2x0+
)+y02﹣y0②
∵y0=x02﹣2x0+
①,
将①右边整体代换②得,AF2=(x02﹣2x0+
)+y02﹣y0=y0+y02﹣y0=y02
∵y0>0
∴AF=y0,
∴y0=y0﹣n,
∴n=0,
∴N(x0,0),
设直线Q′F的解析式为y=kx+b,
则
,
解得
,
∴y=﹣
x+
,
由点N在直线Q′F上,得,0=﹣
x0+
,
∴x0=
,
将x0=
代入y0=x
﹣2x0+
,
∴y0=
,
∴A(
,
).
方法二:由①有,Q'(0,
),F(1,
),P(1,0),
∴直线FQ'的解析式为y=﹣
x+
①,
∵FQ'⊥PK,P(1,0),
∴直线PK的解析式为y=
x﹣
②
联立①②得出,直线FQ'与PK的交点M坐标为(
,
),
∵点P,K关于直线FQ'对称,
∴K(
,
),
∵F(1,
),
∴直线FK的解析式为y=
x+
③,
∵射线FK与抛物线C′:y=x2﹣2x+
④相交于点A,
∴联立③④得,
或
(舍),
∴A(
,
).
【解析】(1)配成顶点式,求出顶点坐标,利用正切定义,求出正切;(2)抛物线上下平移,解析式整体上加减常数m,由FQ′=OQ′,利用勾股定理构建方程,求出m;由"P关于直线Q′F的对称点为K,“可利用轴对称的性质,得出直线Q′F是线段PK的垂直平分线,以A的横、纵坐标为未知数建立两个方程y0=x02﹣2x0+ 5 4 ①,0=﹣
x0+
,求出坐标.