题目内容

已知:在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=x2-(m+1)x-m-2的图象与x轴交于A、B两点,点A在x轴的负半轴,点B在x轴的正半轴,与y轴交于点C,且OB=3OA.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)设抛物线的顶点为D,过点A的直线y=
1
2
x+
1
2
与抛物线交于点E.问:在抛物线的对称轴上是否存在这样的点F,使得△ABE与以B、D、F为顶点的三角形相似,若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)点G(x,1)在抛物线上,求出过点A、B、G的圆的圆心的坐标.
分析:解:(1)由题设条件,设A(-x0,0),B(3x0,0)(x0>0),则x0=
m+1
2
,由A(-x0,0),知(-
m+1
2
)
2
-(m+1)×(-
m+1
2
)-m-2=0
,由此能求出这个二次函数的解析式.
(2)由这个二次函数的解析式为y=x2-2x-3,知A(-1,0),B(3,0),D(1,-4),对称轴为直线x=1.由
y=x2-2x-3
y=
1
2
x+
1
2
,得到点E的坐标为(
7
2
,
9
4
).过点E作EH⊥x轴于H.在Rt△AEH中,可求AE=
9
4
5
,若对称轴与直线y=
1
2
x+
1
2
交于点P,P点坐标为(1,1).由∠PAM=∠MDB,知要使得在抛物线的对称轴上存在点F,使得△ABE与以B、D、F为顶点的三角形相似,只需要
AB
AF
=
DB
DE1
或
AB
AE
=
DF2
DB
.由此能求出符合题意的F点坐标.
(3)由点G(x,1)在抛物线上,知点G的坐标为(1±
5
,1),由A、B、G在同一圆上,知圆心一定在抛物线的对称轴上,由PA=PA=PG=
5
,知点P即为过点A、B、G的圆的圆心.
解答:解:(1)由题设条件,设A(-x0,0),B(3x0,0)(x0>0),
则x0=
m+1
2
,
∴由A(-x0,0),知(-
m+1
2
)
2
-(m+1)×(-
m+1
2
)-m-2=0
,
即3m2+2m-5=0,
解得m=1,或m=-
5
3
(舍).
∴这个二次函数的解析式为y=x2-2x-3.
(2)在抛物线的对称轴上存在这样的点F,使得△ABE与以B、D、F为顶点的三角形相似.∵这个二次函数的解析式为y=x2-2x-3,
∴A(-1,0),B(3,0),D(1,-4),
对称轴为直线x=1.
∵过点A的直线y=
1
2
x+
1
2
与抛物线交于点E,
∴
y=x2-2x-3
y=
1
2
x+
1
2
,
解得
x=1
y=0
或
x=
7
2
y=
9
4
,
∴点E的坐标为(
7
2
,
9
4
).
过点E作EH⊥x轴于H
在Rt△AEH中,可求AE=
9
4
5
.
若对称轴与直线y=
1
2
x+
1
2
交于点P,
∴P点坐标为(1,1)
∵对称轴与x轴垂直,交点为点M,
∴在Rt△BMD中,可求BD=2
5
,
在Rt△APM中,tan∠PAM=
PM
AM
=
1
2
,
在Rt△BMD中,tan∠MDB=
BM
DM
=
1
2
,
∴∠PAM=∠MDB.
由题意,要使得在抛物线的对称轴上存在点F,使得△ABE与以B、D、F为顶点的三角形相似,只需要
AB
AF
=
DB
DE1
或
AB
AE
=
DF2
DB
.

∴
4
9
5
4
=
2
5
DF1
,
解得DF1=
45
8
,
∴点F1 的坐标为(1,
13
8
).
或
4
9
5
4
=
DF2
2
5
,
解得 DF2=
32
9
,
∴点F2 的坐标为(1,-
4
9
).
综上,符合题意的F点坐标为F(1,-
4
9
)或F(1,
13
8
)
.
(3)∵点G(x,1)在抛物线上
∴点G的坐标为(1±
5
,1),
又∵A、B、G在同一圆上
∴圆心一定在抛物线的对称轴上
∵PA=PA=PG=
5
,
∴点P即为过点A、B、G的圆的圆心
∴点P的坐标为(1,1).
点评:本题主要考查二次函数的性质和应用,直线与圆的位置关系,圆的简单性质等基础知识.考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.
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