已知:如图,抛物线y=x2-x+m与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,∠ACB=90°,
(1)求m的值及抛物线顶点坐标;
(2)过A、B、C的三点的⊙M交y轴于另一点D,连接DM并延长交⊙M于点E,过E点的⊙M的切线分别交x轴、y轴于点F、G,求直线FG的解析式;
(3)在条件(2)下,设P为上的动点(P不与C、D重合),连接PA交y轴于点H,问是否存在一个常数k,始终满足AH?AP=k?如果存在,请写出求解过程;如果不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)由抛物线可知,点C的坐标为(0,m),且m<0.
设A(x1,0),B(x2,0).
则有x1?x2=3m
又OC是Rt△ABC的斜边上的高,
∴△AOC∽△COB
∴
∴,
即x1?x2=-m2
∴-m2=3m,解得m=0或m=-3
而m<0,
故只能取m=-3
这时,y=x2-x-3=-4
故抛物线的顶点坐标为(,-4).
(2)由已知可得:M(,0),A(-,0),B(3,0),
C(0,-3),D(0,3)
∵抛物线的对称轴是x=,也是⊙M的对称轴,连接CE
∵DE是⊙M的直径,
∴∠DCE=90°,
∴直线x=,垂直平分CE,
∴E点的坐标为(2,-3)
∵,∠AOC=∠DOM=90°,
∴∠ACO=∠MDO=30°,
∴AC∥DE
∵AC⊥CB,
∴CB⊥DE
又∵FG⊥DE,
∴FG∥CB
由B(3,0)、C(0,-3)两点的坐标易求直线CB的解析式为:
y=-3
可设直线FG的解析式为y=+n,把(2,-3)代入求得n=-5
故直线FG的解析式为y=-5.
(3)存在常数k=12,满足AH?AP=12,
假设存在常数k,满足AH?AP=k
连接CP,
∵AB⊥CD,
∴=
∴∠P=∠ACH(或利用∠P=∠ABC=∠ACO),
又∵∠CAH=∠PAC,
∴△ACH∽△APC,
=,
∴即AC2=AH?AP,
在Rt△AOC中,AC2=AO2+OC2=()2+(3)2=12,
∴AH?AP=k=12;
解析分析:(1)已知抛物线过C点,因此C点的坐标为(0,m).OC=-m,在直角三角形ACB中,由于OC⊥AB,根据射影定理可得出OC2=OA?OB,而OA?OB可根据一元二次方程根与系数的关系求出,由此可得出关于m的方程,求出m的值,即可确定抛物线的解析式,根据二次函数的解析式即可得出其顶点坐标.
(2)由于△AOC和△MOD中,∠ACO和∠MDO的正切值相同,因此这两角也相等,可得出AC∥DE,也就能求出DE⊥CB,因此BC∥FG,由此可得出直线FG与直线BC的斜率相同,可先根据B、C的坐标求出直线BC的解析式,然后即可得出直线FG的斜率.那么关键是求出E点的坐标.连接CE,DC⊥CE,C点的纵坐标就是E点的纵坐标,在直角三角形DCE中,可根据DE,DC的长求出CE的长,也就能求出E点的坐标,然后根据E点的坐标即可求出直线FG的解析式.
(3)连接CP、AP,利用垂径定理、三角形相似(△ACH∽△APC)、勾股定理解答即可;
点评:本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式、三角形相似、一次函数的性质、相交弦定理等重要知识点,综合性强,考查学生数形结合的数学思想方法.