已知:函数y=ax2+x+1的图象与x轴只有一个公共点.(1)求这个函数关系式;(2)如图所示,设二次函数y=ax2+x+1图象的顶点为B,与y轴的交点为A,P为图象

发布时间:2020-08-12 16:11:11

已知:函数y=ax2+x+1的图象与x轴只有一个公共点.
(1)求这个函数关系式;
(2)如图所示,设二次函数y=ax2+x+1图象的顶点为B,与y轴的交点为A,P为图象上的一点,若以线段PB为直径的圆与直线AB相切于点B,求P点的坐标;
(3)在(2)中,若圆与x轴另一交点关于直线PB的对称点为M,试探索点M是否在抛物线y=ax2+x+1上?若在抛物线上,求出M点的坐标;若不在,请说明理由.

网友回答

解:(1)当a=0时,y=x+1,图象与x轴只有一个公共点
当a≠0时,△=1-4a=0,a=,此时,图象与x轴只有一个公共点.
∴函数的解析式为:y=x+1或y=x2+x+1;

(2)设P为二次函数图象上的一点,过点P作PC⊥x轴于点C;
∵y=ax2+x+1是二次函数,由(1)知该函数关系式为:
y=x2+x+1,
∴顶点为B(-2,0),图象与y轴的交点
坐标为A(0,1)
∵以PB为直径的圆与直线AB相切于点B
∴PB⊥AB则∠PBC=∠BAO
∴Rt△PCB∽Rt△BOA
∴=,故PC=2BC,
设P点的坐标为(x,y),
∵∠ABO是锐角,∠PBA是直角,
∴∠PBO是钝角,
∴x<-2
∴BC=-2-x,PC=-4-2x,
即y=-4-2x,P点的坐标为(x,-4-2x)
∵点P在二次函数y=x2+x+1的图象上,
∴-4-2x=x2+x+1
解之得:x1=-2,x2=-10
∵x<-2,
∴x=-10,
∴P点的坐标为:(-10,16)

(3)点M不在抛物线y=ax2+x+1上
由(2)知:C为圆与x轴的另一交点,连接CM,CM与直线PB的交点为Q,过点M作x轴的垂线,垂足为D,取CD的中点E,连接QE,则CM⊥PB,且CQ=MQ,即QE是中位线.
∴QE∥MD,QE=MD,QE⊥CE
∵CM⊥PB,QE⊥CE,PC⊥x轴
∴∠QCE=∠EQB=∠CPB
∴tan∠QCE=tan∠EQB=tan∠CPB=
CE=2QE=2×2BE=4BE,又CB=8,
故BE=,QE=
∴Q点的坐标为(-,)
可求得M点的坐标为(,)
∵++1=≠
∴C点关于直线PB的对称点M不在抛物线y=ax2+x+1上.
(其它解法,仿此得分)
解析分析:(1)此题应分两种情况:①a=0,此函数是一次函数,与x轴只有一个交点;
②a≠0,此函数是二次函数,可由根的判别式求出a的值,以此确定其解析式;
(2)设圆与x轴的另一个交点为C,连接PC,由圆周角定理知PC⊥BC;由于PB是圆的直径,且AB切圆于B,得PB⊥AB,由此可证得△PBC∽△BAO,根据两个相似三角形的对应直角边成比例,即可得到PC、BC的比例关系,可根据这个比例关系来设P点的坐标,联立抛物线的解析式即可求出P点的坐标;
(3)连接CM,设CM与PB的交点为Q,由于C、M关于直线PB对称,那么PB垂直平分CM,即CQ=QM;过M作MD⊥x轴于D,取CD的中点E,连接QE,则QE是Rt△CMD的中位线;在Rt△PCB中,CQ⊥OB,QE⊥BC,易证得∠BQE、∠QCE都和∠CPQ相等,因此它们的正切值都等于(在(2)题已经求得);由此可得到CE=2QE=4BE,(2)中已经求出了CB的长,根据CE、BE的比例关系,即可求出BE、CE、QE的长,由此可得到Q点坐标,也就得到M点的坐标,然后将点M代入抛物线的解析式中进行判断即可.

点评:此题是二次函数的综合题,涉及到一次函数、二次函数解析式的确定,圆周角定理,相似三角形的判定和性质,轴对称的性质,三角形中位线定理,解直角三角形的应用等重要知识,需要特别注意的是(1)题所求的是函数y=ax2+x+1,而没有明确是一次函数还是二次函数,所以要把两种情况都考虑到,以免漏解.
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