矩形ABCD的边长AB=3,AD=2,将此矩形放在平面直角坐标系中,使AB在x轴的正半轴上,点A在点B的左侧,另两个顶点都在第一象限,且直线经过这两个顶点中的一个.
(1)求A、B、C、D四点坐标;
(2)以AB为直径作⊙M,记过A、B两点的抛物线y=ax2+bx+c的顶点为P.
①若P点在⊙M和矩形内,求a的取值范围;
②过点C作CF切⊙M于E,交AD于F,当PF∥AB时,求抛物线的函数解析式.
网友回答
解:(1)首先画图.设点A坐标为(x,0)
又∵AB=3,AD=2且点A在点B的左侧.AB在x轴的正半轴上.
又∵ABCD为矩形,则点B、C、D的坐标分别为(x+3,0),(x+3,2),(x,2)
∴直线,经过这两个顶点中的一个.
当其经过点C时,
∴x=-1
又∵点A在x轴正半轴上
∴x>0
∴x=-1舍去
当其经过点D时,
∴x=2,符合题意.
∴A、B、C、D四点坐标分别为(2,0)、(5,0)、(5,2)、(2,2)
(2)①∵此抛物线过点A.B
∴可设抛物线的解析式为y=a(x-2)(x-5)=ax2-7ax+10a(a≠0)
∴其顶点P的坐标为
而⊙M的圆心M的坐标为,半径为
∴若P点在⊙M和矩形内,则,
∴.
②设点F坐标为(2,y),则FA=y
∵CF切⊙M于E,CB、FA均为⊙M的切线,
根据切线长定理有CE=BC=2,EF=AF=-a,
设直线PF与BC相交于G,在直角三角形CFG中,
CF2=FG2+CG2,CG=BC-AF=2+a,CF=BC+EF=2-a;
∴(2-a)2=(2+a)2+9
解得a=-
∴抛物线的解析式为y=-(x-2)(x-5)=-x2+x-5.
解析分析:(1)本题可先设A点的坐标,然后根据AB,AD的长,表示出矩形另外三点的坐标;已知了直线过矩形中C、D两点中的其中一个,因此要分类进行求解.分别计算出直线过C点和过D点时得出的A的横坐标的值,然后可根据A点在x轴的正半轴或D,C在第一象限将不合题意的值舍去即可得出A,B,C,D四点的坐标.
(2)①本题可根据A、B两点的坐标用交点式二次函数通式设出抛物线的解析式,然后用a表示出顶点P的坐标,进而可依据“P点在⊙M和矩形内”和圆的半径的长求出a的取值范围.
②根据切线长定理不难得出FE=AF,CE=CB,如果PF∥AB,设PF与BC交于G点,那么可用P点的纵坐标表示出EF,AF的长,进而可表示出CF,CG的长,那么可在直角三角形CFG中用勾股定理求出a的值,也就能得出抛物线的解析式.
点评:本题主要考查了矩形的性质、二次函数解析式的确定、切线长定理、勾股定理等知识点.综合性较强,考查学生数形结合的数学思想方法.