题目内容

设抛物线y=ax2+bx+c与X轴交于两不同的点A(-1,0),B(m,0),(点A在点B的左边),与y轴的交点为点C(0,-2),且∠ACB=90°.
(1)求m的值和该抛物线的解析式;
(2)若点D为该抛物线上的一点,且横坐标为1,点E为过A点的直线y=x+1与该抛物线的另一交点.在X轴上是否存在点P,使得以P、B、D为顶点的三角形与△AEB相似?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)连接AC、BC,矩形FGHQ的一边FG在线段AB上,顶点H、Q分别在线段AC、BC上,若设F点坐标为(t,0),矩形FGHQ的面积为S,当S取最大值时,连接FH并延长至点M,使HM=k•FH,若点M不在该抛物线上,求k的取值范围.
(1)令x=0,得y=-2,
∴C(0,-2),
∵∠ACB=90°,CO⊥AB,
∴△AOC∽△COB,
∴OA•OB=OC2,
∴OB=
OC2
OA
=
22
1
=4
,
∴m=4,
将A(-1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx-2,
得
a=
1
2
b=-
3
2
,
∴抛物线的解析式为y=
1
2
x2-
3
2
x-2.

(2)D(1,n)代入y=
1
2
x2-
3
2
x-2,得n=-3,
可得
x1=-1
y1=0
(不合题意舍去),
x2=6
y2=7
,
∴E(6,7).
过E作EH⊥x轴于H,则H(6,0),
∴AH=EH=7,
∴∠EAH=45°.
过D作DF⊥x轴于F,则F(1,0),
∴BF=DF=3,
∴∠DBF=45°,
∴∠EAH=∠DBF=45°,
∴∠DBH=135°,
90°<∠EBA<135°.
则点P只能在点B的左侧,有以下两种情况:
①若△DBP1∽△EAB,则
BP1
AB
=
BD
AE
,
∴BP1=
AE•BD
AB
=
5×3
2
7
2
=
15
7
,
∴OP1=4-
15
7
=
13
7
,
∴P1(
13
7
,0).
②若△DBP2∽△BAE,则
BP2
AE
=
BD
AB
,
∴BP2=
AE•BD
AB
=
7
2
×3
2
5
=
42
5
,
∴OP2=
42
5
-4=
22
5
,
∴P2(-
22
5
,0).
综合①、②,得点P的坐标为:P1(
13
7
,0)或P2(-
22
5
,0).

(3)∵HQ∥AB
∴△CHQ∽△CAB
∴HQ:AB=CR:CO,
即:设HG=x,则
HQ
5
=
2-x
2

解得:HQ=-
5
2
x+5
∴矩形的面积S=HG•HQ=-
5
2
x2+5x
当x=-
5
2×(-
5
2
)
=1时,面积取得最大值.则H,R,Q的纵坐标是-1.
则HQ=-
5
2
×1+5=
5
2

设直线AC的解析式是y=kx+b
根据题意得:
-k+b=0
b=-2
,解得:
k=-2
b=-2

则AC的解析式是:y=-2x-2
在解析式中,令x=-1,解得:y=0
则H的坐标是(-
1
2
,-1).F的坐标是(2,0).则HF=
29
2
.
设直线FH的解析式是y=kx+b
根据题意得:
-
1
2
k+b=-1
2k+b=0

解得:
k=
2
5
b=-
4
5
,
则直线FH的解析式是y=
2
5
x-
4
5
.
解方程组:
y=
2
5
x-
4
5
y=
1
2
x2-
3
2
x-2
,
解得:x=
19±
601
10
.
当直线与抛物线相交时,k=
HM
FH
=
-
1
2
-
19-
601
10
5
2
=
601
-24
25
或
19+
601
10
+
1
2
5
2
=
601
+24
25
.
则k的范围是:k>0且k≠
601
-24
25
且k≠
601
+24
25
.
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