题目内容

3.如图,抛物线y=-$\frac{1}{4}$x2+mx+n的图象经过点A(2,3),对称轴为直线x=1,一次函数y=kx+b的图象经过点A,交x轴于点P,交抛物线于另一点B,点A、B位于点P的同侧.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若PA:PB=3:1,求一次函数的解析式;
(3)在(2)的条件下,当k>0时,抛物线的对称轴上是否存在点C,使得⊙C同时与x轴和直线AP都相切,如果存在,请求出点C的坐标,如果不存在,请说明理由.

分析 (1)根据抛物线的对称轴为x=1可求出m的值,再将点A的坐标代入抛物线的解析式中求出n值,此题得解;
(2)根据P、A、B三点共线以及PA:PB=3:1结合点A的坐标即可得出点B的纵坐标,将其代入抛物线解析式中即可求出点B的坐标,再根据点A、B的坐标利用待定系数法即可求出直线AP的解析式;
(3)假设存在,设出点C的坐标,依照题意画出图形,根据角的计算找出∠DCF=∠EPF,再通过解直角三角形找出关于r的一元一次方程,解方程求出r值,将其代入点C的坐标中即可得出结论.

解答 解:(1)∵抛物线的对称轴为x=1,
∴-$\frac{m}{-\frac{1}{4}×2}$=1,解得:m=$\frac{1}{2}$.
将点A(2,3)代入y=-$\frac{1}{4}$x2+$\frac{1}{2}$x+n中,
3=-1+1+n,解得:n=3,
∴抛物线的解析式为y=-$\frac{1}{4}$x2+$\frac{1}{2}$x+3.
(2)∵P、A、B三点共线,PA:PB=3:1,且点A、B位于点P的同侧,
∴yA-yP=3yB-yP,
又∵点P为x轴上的点,点A(2,3),
∴yB=1.
当y=1时,有-$\frac{1}{4}$x2+$\frac{1}{2}$x+3=1,
解得:x1=-2,x2=4(舍去),
∴点B的坐标为(-2,1).
将点A(2,3)、B(-2,1)代入y=kx+b中,
$\left\{\begin{array}{l}{3=2k+b}\\{1=-2k+b}\end{array}\right.$,解得:$\left\{\begin{array}{l}{k=\frac{1}{2}}\\{b=2}\end{array}\right.$,
∴一次函数的解析式y=$\frac{1}{2}$x+2.
(3)假设存在,设点C的坐标为(1,r).
∵k>0,
∴直线AP的解析式为y=$\frac{1}{2}$x+2.
当y=0时,$\frac{1}{2}$x+2=0,
解得:x=-4,
∴点P的坐标为(-4,0),
当x=1时,y=$\frac{5}{2}$,
∴点D的坐标为(1,$\frac{5}{2}$).
令⊙与直线AP的切点为F,与x轴的切点为E,抛物线的对称轴与直线AP的交点为D,连接CF,如图所示.
∵∠PFC=∠PEC=90°,∠EPF+∠ECF=∠DCF+∠ECF=180°,
∴∠DCF=∠EPF.
在Rt△CDF中,tan∠DCF=tan∠EPF=$\frac{1}{2}$,CD=$\frac{5}{2}$-r,
∴CD=$\frac{\sqrt{{1}^{2}+{2}^{2}}}{2}$CF=$\frac{\sqrt{5}}{2}$|r|=$\frac{5}{2}$-r,
解得:r=5$\sqrt{5}$-10或r=-5$\sqrt{5}$-10.
故当k>0时,抛物线的对称轴上存在点C,使得⊙C同时与x轴和直线AP都相切,点C的坐标为(1,5$\sqrt{5}$-10)或(1,-5$\sqrt{5}$-10).

点评 本题考查了二次函数的性质、二次函数图象上点的坐标特征、一次函数图象上点的坐标特征以及待定系数法求函数解析式,根据点的坐标利用待定系数法求出函数解析式是解题的关键.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网