题目内容

【题目】已知抛物线的顶点坐标为M(1,4),且经过点N(2,3),与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C、设直线CM与x轴交于点D.

(1)求抛物线的解析式.

(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使以点P为圆心的圆经过A、B两点,且与直线CD相切?若存在,求出P的坐标;若不存在.请说明理由.

(3)设直线y=kx+2与抛物线交于Q、R两点,若原点O在以QR为直径的圆外,请直接写出k的取值范围.

【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)满足题意的点P存在,其坐标为(1,﹣4+2);(3) <k<.

【解析】

(1)根据待定系数法即可解答.

(2) 假设在x轴上方存在这样的P点,使以P为圆心的圆经过A、B两点,并且与直线CD相切,设P(1,u)其中u>0,得到PA2=u2+22,再利用已知条件即可解答.

(3) 设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点为w,得出解析式进而求线段长度,即可解答.

(1)解:由抛物线的顶点是M(1,4),

设解析式为y=a(x﹣1)2+4(a<0),

又∵抛物线经过点N(2,3),

∴3=a(2﹣1)2+4,解得a=﹣1.

故所求抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4,

即y=﹣x2+2x+3;

(2)解:如图:

假设在x轴上方存在这样的P点,使以P为圆心的圆经过A、B两点,并且与直线CD相切,设P(1,u)其中u>0,

则PA是圆的半径且PA2=u2+22,

过P做直线CD的垂线,垂足为Q,则PQ=PA时以P为圆心的圆与直线CD相切.

由题易得:△MDE为等腰直角三角形,故△PQM也是等腰直角三角形,

由P(1,u)得PE=u,PM=|4﹣u|,PQ=PM.

由PQ2=PA2得方程:

(4﹣u)2=u2+22,

解得u=﹣4+2,u=﹣4﹣2(不符合题意,舍).

所以,满足题意的点P存在,其坐标为(1,﹣4+2).

(3)如图,设P(x1,y1),Q(x2,y2),PQ的中点为w.

由,消去y得到:x2+(k﹣2)x﹣1=0,

∴x1+x2=2﹣k,x1x2=﹣1,

∴y1+y2=k(x1+x2)+4=﹣k2+2k+4,y1y2=k2(x1x2)+2k(x1+x2)+4=﹣3k2+4k+4,

∴W(,),

PQ=

=

∵原点O在以QR为直径的圆外,

∴2OW>PQ,

∴2>

整理得:3k2﹣4k﹣3<0,

解得<k<.

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