已知:直线y=2x+6与x轴和y轴分别交于A、C两点,抛物线y=-x2+bx+c经过点A、C,点B是抛物线与x轴的另一个交点.
(1)求抛物线的解析式及B的坐标;
(2)设点P是直线AC上一点,且S△ABP:S△BPC=1:3,求点P的坐标;
(3)直线y=x+a与(1)中所求的抛物线交于M、N两点,问:是否存在a的值,使得∠MON=90°?若存在,求出a的值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)当x=0时,y=6,
∴C(0,6),
当y=0时,x=-3,
∴A(-3,0),
∵抛物线y=-x2+bx+c经过点A、C,
∴,
解得:.
∴抛物线的解析式为y=-x2-x+6,
当y=0时,整理得x2+x-6=0,
解得:x1=2,x2=-3,
∴点B(2,0).
(2)过点B作BD⊥AC,D为垂足,
∵S△ABP:S△BPC=1:3,
∴=,
∴AP:PC=1:3
由勾股定理,得AC=
当点P为线段AC上一点时,过点P作PH⊥x轴,点H为垂足,
∴
∴PH=,
∴=2x+6,
∴x=-,
∴点P(,)
当点P在CA延长线时,作PG⊥x轴,点G为垂足
∵AP:PC=1:3
∴AP:AC=1:2,
∴,
∴PG=3,
∴-3=2x+6
,
∴点P(,-3).
(3)存在a的值,使得∠MON=90°,
设直线y=x+a与抛物线y=-x2-x+6的交点为M(xM,yM),N(xN,yN)(M在N左侧)
则
为方程组的解
分别过点M、N作MM’⊥x轴,NN′⊥x轴,点M、N为垂足.
∴M′(xM,0),N′(xN,0),
∴OM′=-xMON′=xN
∵∠MON=90°,
∴∠MOM′+∠NON′=90°,
∵∠M′MO+∠MOM′=90°,
∴∠M’MO=∠NON’
∴Rt△MM′O∽Rt△ON′N,
∴,
∴MM′?NN′=ON′?OM′,
∴-xM?xN=yM?y,
由方程组消去y整理,得:x2+x+a-6=0.
∴xM、xN是方程x2+x+a-6=0的两个根,
由根与系数关系得,xM+xN=,xM?xN=a-6
又∵yM?yN=(xM+a)(xN+a)=xM?xN+(xM+xN)+a2=(a-6)-a+a2
∴-(a-6)=(a-6)-a+a2,
整理,得2a2+a-15=0
解得a1=-3,a2=
∴存在a值,使得∠MON=90°,其值为a=-3或a=.
解析分析:(1)先根据直线的解析式求出A、C的坐标,然后将A、C的坐标代入抛物线中即可求出抛物线的解析式,进而可根据抛物线的解析式求出B点的坐标.
(2)根据等高三角形的面积比等于底边比,因此两三角形的面积比实际是AP:PC=1:3,即3AP=PC,可先求出AC的长,然后分情况讨论:
①当P在线段AC上时,AP+PC=AC,3AP=PC,据此可求出AP的长,然后根据∠CAB的三角函数值或通过构建相似三角形可求出P点的坐标.
②当P在CA的延长线上时,CP-AP=AC,3AP=PC,据此可求出AP的长,后面同①.
(3)可联立两函数的解析式,求出M、N的坐标,过M、N作x轴的垂线设垂足为M′、N′,由于∠MON=90°,因此可得出△MM′O与△N′NO相似,可得出M、N两点的横、纵坐标的绝对值对应成比例,据此可求出a的值.(也可用坐标系的两点间的距离公式,根据勾股定理来求解.)
点评:本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式、图形面积的计算方法、三角形相似、函数图象交点等重要知识点,综合性强,能力要求较高.考查学生分类讨论,数形结合的数学思想方法.