在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点A的坐标为(-3,0),若将经过A、C两点的直线y=k

发布时间:2020-08-06 00:55:02

在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,点A的坐标为(-3,0),若将经过A、C两点的直线y=kx+b沿y轴向下平移3个单位后恰好经过原点,且抛物线的对称轴是直线x=-2.
(1)求直线AC及抛物线的函数表达式;
(2)如果P是线段AC上一点,设△ABP、△BPC的面积分别为S△ABP、S△BPC,且S△ABP:S△BPC=2:3,求点P的坐标;
(3)设⊙Q的半径为1,圆心Q在抛物线上运动,则在运动过程中是否存在⊙Q与坐标轴相切的情况?若存在,求出圆心Q的坐标;若不存在,请说明理由.并探究:若设⊙Q的半径为r,圆心Q在抛物线上运动,则当r取何值时,⊙Q与两坐轴同时相切.

网友回答

解:(1)∵y=kx+m沿y轴向下平移3个单位后恰好经过原点,
∴m=3,C(0,3).
将A(-3,0)代入y=kx+3,
得-3k+3=0.
解得k=1.
∴直线AC的函数表达式为y=x+3.
∵抛物线的对称轴是直线x=-2
∴,
解得;
∴抛物线的函数表达式为y=x2+4x+3;

(2)如图,过点B作BD⊥AC于点D.
∵S△ABP:S△BPC=2:3,
∴AP?BD:PC?BD=2:3
∴AP:PC=2:3.
过点P作PE⊥x轴于点E,
∵PE∥CO,
∴△APE∽△ACO,
∴==.
∴PE=OC=,
∴,
解得
∴点P的坐标为;

(3)(Ⅰ)假设⊙Q在运动过程中,存在⊙Q与坐标轴相切的情况.
设点Q的坐标为(x0,y0).
①当⊙Q与y轴相切时,有|x0|=1,即x0=±1.
当x0=-1时,得y0=(-1)2+4×(-1)+3=0,∴Q1(-1,0)
当x0=1时,得y0=12+4×1+3=8,∴Q2(1,8)
②当⊙Q与x轴相切时,有|y0|=1,即y0=±1
当y0=-1时,得-1=x02+4x0+3,
即x02+4x0+4=0,解得x0=-2,
∴Q3(-2,-1)
当y0=1时,得1=x02+4x0+3,
即x02+4x0+2=0,解得,
∴,.
综上所述,存在符合条件的⊙Q,其圆心Q的坐标分别为Q1(-1,0),Q2(1,8),Q3(-2,-1),,.
(Ⅱ)设点Q的坐标为(x0,y0).
当⊙Q与两坐标轴同时相切时,有y0=±x0.
由y0=x0,得x02+4x0+3=x0,即x02+3x0+3=0,
∵△=32-4×1×=-3<0
∴此方程无解.
由y0=-x0,得x02+4x0+3=-x0,
即x02+5x0+3=0,
解得
∴当⊙Q的半径时,⊙Q与两坐标轴同时相切.
解析分析:(1)根据“过A、C两点的直线y=kx+b沿y轴向下平移3个单位后恰好经过原点”,即可得到c-3=0,由此可得到C点的坐标,根据A、C的坐标即可求出直线AC的解析式;根据抛物线的对称轴及A、C的坐标,即可用待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)由于△ABP和△BPC等高不等底,那么它们的面积比等于底边的比,由此可求出AP、PC的比例关系,过P作x轴的垂线,通过构建的相似三角形的相似比即可求出P点的坐标;
(3)①此题要分成两种情况讨论:
一、⊙Q与x轴相切,可设出Q点的横坐标,根据抛物线的解析式表示出它的纵坐标,若⊙Q与x轴相切,那么Q点的纵坐标的绝对值即为⊙Q的半径1,由此可列方程求出Q点的坐标;
二、⊙Q与y轴相切,方法同一;
②若⊙Q与x、y轴都相切,那么Q点的横、纵坐标的绝对值相等,可据此列方程求出Q点的坐标,进而可得到⊙Q的半径.

点评:此题是二次函数的综合题,主要考查了一次函数、二次函数解析式的确定,三角形面积的求法,相似三角形的判定和性质以及直线与圆的位置关系等知识;需要注意的是(3)①所求的是⊙Q与坐标轴相切,并没有说明是x轴,还是y轴,因此要将所有的情况都考虑到,以免漏解.
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