如图,在平面直角坐标系中,已知点A、B、C的坐标分别为A(-2,0),B(1,0),
C(0,-2).
(1)求经过A、B、C三点的抛物线的解析式和顶点D的坐标.
(2)在y轴上取一点P,使PA+PD最小,求出该最小值.
(3)在第三象限中,是否存在点M,使AC为等腰△ACM的一边,且底角为30°?如果存在,请说出点M的坐标;如果不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)设抛物线解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),
∵抛物线经过A(-2,0),B(1,0),C(0,-2)三点,
∴,
解得,
∴抛物线解析式为y=x2+x-2,
-=-=-,
==-,
所以,顶点D的坐标为(-,-);
(2)设点A关于y轴的对称点为A′,
∵A(-2,0),
∴A′(2,0),
连接A′D交y轴于点P,设抛物线的对称轴与x轴交于点E,
∵顶点D的坐标为(-,-),
∴点E的坐标为(-,0),
∴|A′E|=|2-(-)|=,|ED|=,
∴PA+PD=PA′+PD=A′D===,
所以,PA+PD的最小值为;
(3)存在.
理由如下:连接AC,在Rt△AOC中,tan∠ACO===,
∴∠ACO=30°,
过点A作直线l∥y轴,已知点M在第三象限,可得点M在直线l上,
①以AC为腰时,根据等腰三角形三线合一的性质,AM=2CO=2×2=4,
所以,点M的坐标为(-2,-4),
②以AC为底边时,根据勾股定理可得AC===4,
AM=(AC)÷cos30°=2÷=2×=,
所以,点M的坐标为(-2,-),
综上所述,存在点M的坐标为(-2,-4),(-2,-).
解析分析:(1)利用待定系数法求二次函数解析式求解即可,根据抛物线的顶点坐标公式代入数据进行计算即可求出顶点D的坐标;
(2)根据最短路线问题,先找出点A关于y轴的对称点A′,然后连接A′D交y轴于点P,则A′D=PA+PD,设对称轴与x轴相交于点E,根据顶点坐标求出点E的坐标,再求出A′E与ED的长度,然后利用勾股定理列式求出A′D的长度,从而得解;
(3)连接AC,利用解直角三角形可以求出∠ACO=30°,过点A作直线l∥y轴,可得点M一定在直线l上,然后分AC是腰长与底边长两种情况求出AM的长度,再根据点M在第三象限写出点M的坐标即可.
点评:本题是对二次函数的综合考查,主要有待定系数法求二次函数解析式,顶点坐标公式,利用轴对称确定最短距离,以及等腰三角形的性质,综合性较强,(3)根据数据恰好求出∠ACO=30°设计巧妙,注意分AC是腰长与底边长两种情况讨论求解.