已知:二次函数y=ax2-2x+c的图象与x于A、B,A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴是直线x=1,平移一个单位后经过坐标原点O(1)求这个二次函数的解析式;

发布时间:2020-08-07 17:54:55

已知:二次函数y=ax2-2x+c的图象与x于A、B,A在点B的左侧),与y轴交于点C,对称轴是直线x=1,平移一个单位后经过坐标原点O
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)直线交y轴于D点,E为抛物线顶点.若∠DBC=α,∠CBE=β,求α-β的值;
(3)在(2)问的前提下,P为抛物线对称轴上一点,且满足PA=PC,在y轴右侧的抛物线上是否存在点M,使得△BDM的面积等于PA2?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)由题意,A(-1,0),
∵对称轴是直线x=1,
∴B(3,0);
把A(-1,0),B(3,0)分别代入y=ax2-2x+c
得;
解得.
∴这个二次函数的解析式为y=x2-2x-3.

(2)∵直线与y轴交于D(0,1),
∴OD=1,
由y=x2-2x-3=(x-1)2-4得E(1,-4);
连接CE,过E作EF⊥y轴于F(如图1),则EF=1,
∴OC=OB=3,CF=1=EF,
∴∠OBC=∠OCB=∠45°,
BC==,

∴∠BCE=90°=∠BOD,,

∴,
∴△BOD∽△BCE,
∴∠CBE=∠DBO,
∴α-β=∠DBC-∠CBE=∠DBC-∠DBO=∠OBC=45°.

(3)设P(1,n),
∵PA=PC,
∴PA2=PC2,即(1+1)2+(n-0)2=(1+0)2+(n+3)2
解得n=-1,
∴PA2=(1+1)2+(-1-0)2=5,
∴S△EDW=PA2=5;
法一:设存在符合条件的点M(m,m2-2m-3),则m>0,
①当M在直线BD上侧时,连接OM(如图1),
则S△BDM=S△OBM+S△ODM-S△BOD=5,
即,

整理,得3m2-5m-22=0,
解得m1=-2(舍去),,
把代入y=m2-2m-3得;
∴;
②当M在直线BD下侧时,不妨叫M1,连接OM1(如图1),
则S△BDM1=S△BOD+S△BOM1-S△DOM1=5,
即,

整理,得3m2-5m-2=0,
解得\,(舍去)
把m=2代入y=m2-2m-3得y=-3,
∴M1(2,-3);
综上所述,存在符合条件的点M,其坐标为或(2,-3).
法二:设存在符合条件的点M(m,m2-2m-3),则m>0,
①当M在直线BD上侧时,过M作MG∥y轴,
交DB于G;(如图2)
设D、B到MG距离分别为h1,h2,则
S△BDM=S△DMG-S△BMG=5,
即,


整理,得3m2-5m-22=0;
解得m1=-2(舍去),;
把代入y=m2-2m-3
得;
∴.
②当M在直线BD下侧时,不妨叫M1,过M1作M1G1∥y轴,交DB于G1(如图2)
设D、B到M1G1距离分别为h1、h2,则S△BDM=S△DM1G1+S△BM1G1=5,
即,


整理,得3m2-5m-2=0,
解得,(舍去)
把m=2代入y=m2-2m-3得y=-3,
∴M1(2,-3);
综上所述,存在符合条件的点M,其坐标为或(2,-3).
法三:①当M在直线BD上侧时,过M作MH∥BD,交y轴于H,连接BH;(如图3)
则S△DHB=S△BDM=5,
即,,
∴DH=,
∴;
∴直线MH解析式为;
联立
得或;
∵M在y轴右侧,
∴M坐标为.
②当M在直线BD下侧时,不妨叫M1,过M1作M1H1∥BD,交y轴于H1,
连接BH1(如图3),同理可得,
∴,
∴直线M1H1解析式为,
联立
得或;
∵M1在y轴右侧,
∴M1坐标为(2,-3)
综上所述,存在符合条件的点M,其坐标为或(2,-3).
解析分析:(1)抛物线的解析式中有两个待定系数,欲求其解析式,需得到其图象上两点的坐标;已知抛物线“平移一个单位后经过坐标原点O”,结合图象可得到A(-1,0),而抛物线的解析式为x=1,根据二次函数的对称性可求得点B的坐标,将它们代入抛物线的解析式中,通过联立方程组求得待定系数的值,即可确定该抛物线的解析式.
(2)此题若直接求两角的度数差,有一定难度,可从其他方面入手求解.根据抛物线和直线BD的解析式,可求得C、D、E的坐标,即可得到∠OBC=∠OCB=45°;连接CE,过E作EF⊥y轴于F,根据C、E的坐标,可求得∠ECF=45°,由此可得到∠BCE=45°,那么∠BCE=90°,易得BC、CE,OB、OC的长,此时可发现Rt△OBD和Rt△CBE的两组直角边正好对应成比例,由此可证得两个三角形相似,即∠CBE=∠DBO,因此所求角的度数差可转化为∠OBC的度数;在Rt△OBC中,已经求得∠OBC=∠OCB=45°,由此得解.
(3)由于点M的坐标无法和PA2直接发生联系,可以△BDM的面积为突破口进行求解;易知抛物线的对称轴方程,可设出点P的解析式,利用PA=PC的关系,求出点P的坐标,进而得到PA2的值,即可求得△BDM的面积.由于△BDM的面积无法直接求出,可用面积割补法求解;
①若点M在y轴右侧、x轴上方,先根据抛物线的解析式设出点M的坐标(设横坐标,根据解析式表示出纵坐标),连接OM,那么△OBM、△ODM的面积和,减去△OBD的面积即为△BDM的面积,由此可得到关于点M横坐标的方程,进而可求得点M的坐标;
②若点M在y轴右侧、x轴下方,方法同上.
另一种解法是,过M作直线BD的平行线,交y轴于H,那么△BDM和△BDH同底等高,则面积相等,据此求得点H的坐标,由于直线MH与直线BD的斜率相同,即可确定直线MH的解析式,联立抛物线的解析式即可得到点M的坐标,这种解法也要分成两种情况考虑.

点评:此题是二次函数的综合题,涉及到二次函数图象的平移、解析式的确定、相似三角形的判定和性质、图形面积的求法等重要知识.(3)题只要求出PA2的值,抓住△BDM的面积这个突破口就能顺利求得点M的坐标.
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