如图,在平面直角坐标系中,以点C(1,1)为圆心,2为半径作圆,交x轴于A,B两点,交y轴的负半轴于点D,开口向下的抛物线经过点A,B,且其顶点P在⊙C上.
(1)求∠ADB的大小;
(2)请直接写出A,B两点的坐标;
(3)试确定此抛物线的解析式;
(4)若点M是y轴上一点,以点M,A,C为顶点作平行四边形,该平行四边形的另一顶点N在第(3)题的抛物线上,请直接写出点M的坐标.
网友回答
解:(1)如图,过点C作CE⊥x轴于点E,
∵点C(1,1),⊙C的半径为2,
∴cos∠ACE==,
∴∠ACE=60°,
∴∠ACB=2∠ACE=2×60°=120°,
根据圆周角定理可得∠APB=∠ACB=×120°=60°,
所以,∠ADB=180°-∠APB=180°-60°=120°;
(2)在Rt△ACE中,根据勾股定理,AE===,
根据对称性,BE=AE=,
所以,OA=-1,OB=+1,
所以,点A(1-,0),B(+1,0);
(3)∵抛物线的顶点P在⊙C上,圆的半径为2,圆心C的坐标(1,1),
∴顶点P的坐标为(1,3),
设抛物线的解析式为y=a(x-1)2+3,
则a(+1-1)2+3=0,
解得a=-1,
所以,抛物线解析式为y=-(x-1)2+3;
(4)∵点M在y轴上,
∴设点M的坐标为(0,m),
①AC是平行四边形的边时,如图1,点N在x轴下方是,坐标为(-,m-1),
∵点N在抛物线上,
∴-(--1)2+3=m-1,
解得m=-2,
所以,点M的坐标为(0,-2),
点N在x轴上方时,坐标为(,m+1),
∵点N在抛物线上,
∴-(-1)2+3=m+1,
解得m=2-2,
所以,点M的坐标为(0,2-2);
②AC是对角线时,∵点A(1-,0),C(1,1),
∴平行四边形的中心坐标为(1-,),
∴点N的横坐标为2(1-)=2-,
纵坐标为×2-m=1-m,
所以,N(2-,1-m),
∵点N在抛物线上,
∴-(2--1)2+3=1-m,
解得m=2-2,
所以,点M的坐标为(0,2-2),
综上所述,点M的坐标为(0,-2)或(0,2-2)或(0,2-2).
解析分析:(1)过点C作CE⊥x轴于点E,根据点C的坐标以及圆的半径为2,解直角三角形求出∠ACE=60°,从而得到∠ACB=120°,再根据同圆或等圆中,同弧所对的圆周角等于圆心角的一半求出∠APB的度数,然后根据圆内接四边形对角互补求解即可;
(2)根据勾股定理求出AE=BE=,然后求出OA、OB的长度,写出点A、B的坐标即可;
(3)根据圆与抛物线的对称性写出顶点P的坐标为(1,3),再设出抛物线的顶点式解析式为y=a(x-1)2+3,把点B的坐标代入求出a的值,即可得解;
(4)设点M的坐标为(0,m),再分①AC是平行四边形的边时,根据平行四边形的对边平行且相等表示出点N的坐标,然后根据点N在抛物线上,代入抛物线解析式计算即可得解,②AC是对角线时,根据平行四边形的对角线互相平分先表示出平行四边形的中心坐标,再表示出点N的坐标,然后根据点N在抛物线上,代入抛物线解析式计算即可得解.
点评:本题是二次函数综合题型,主要涉及解直角三角形,圆周角定理,圆内接四边形的对角互补,勾股定理的应用,待定系数法求二次函数解析式,以及平行四边形的性质,(3)用抛物线的顶点式解析式比较简单,(4)要注意分AC是平行四边形的边与对角线两种情况讨论求解,用点M的坐标表示出点N的坐标是解题的关键.