已知抛物线y=x2+kx+k-1(-1<k<1).
(1)证明抛物线与x轴总有两个交点;
(2)问该抛物线与x轴的交点分布情况(指交点落在x轴的正、负半轴或在原点等情形),并说明理由;
(3)设抛物线的顶点为C,且与x轴的两个交点A、B,问是否存在以A、B、C为顶点的直角三角形并证明你的结论.(需要画抛物线示意图,请用如下坐标系)
网友回答
(1)证明:由一元二次方程x2+kx+k-1=0根的判别式,△=k2-4(k-1)=k2-4k+2=(k-2)2>0,
故该抛物线与x轴有两个交点.
(2)解:设抛物线与x轴交点的横坐标为x1,x2,则x1,x2是方程x2+kx+k-1=0的两个实根,
由根与系数的关系得x1?x2=k-1,
∵-1<k<1,
∴x1x2<0,
∴该抛物线与x轴的两个交点分别落在x轴的正负半轴上.
(3)解:存在符合条件的直角三角形.
证明:如图所示,由抛物线的对称性可知AB=BC,于是点A,B不可能为Rt△ABC的直角顶点,
∴只有点C可以为Rt△ABC的直角顶点,设点C为△ABC的直角顶点,由抛物线的对称性和直角三角形的性质,可知AB的中点M恰是对称轴与x轴的交点,
∴CM的长为抛物线顶点的纵坐标的绝对值.
即CM=|-|=.
设A(x1,0)B(x2,0),(由(2)可知x1<0<x2),
则x1,x2是方程x2+kx+k+1=0的两个实根,
解得x1=-1,x2=1-k,
∴AB=x2-x1=1-k+1=2-k,
由直角三角形的性质得MC=AB,
∴=,
∵-1<k<1,
则2-k>0,
∴=1,
解得k=0,
∴当k=0时存在以C为直角顶点的直角三角形,
故存在符合条件的直角三角形.
解析分析:(1)令y=0即x2+kx+k-1=0,根据元二次方程根的判别式,△>0,即可得出该抛物线与x轴有两个交点.
(2)根据一元二次方程x2+kx+k-1=0根与系数的关系,及k的取值范围可求出,两根之积的正负,判断出抛物线与x轴的交点分布情况.
(3)假设存在符合条件的直角三角形.根据抛物线的对称性可知AB=BC,于是点A,B不可能为Rt△ABC的直角顶点,只有点C可以为Rt△ABC的直角顶点,由抛物线的对称性和直角三角形的性质,可知AB的中点M恰是对称轴与x轴的交点,即CM的长为抛物线顶点的纵坐标的绝对值,根据抛物线y=x2+kx+k-1(-1<k<1),可用k表示出顶点坐标,根据一元二次方程x2+kx+k+1=0根与系数的关系可用k表示出两根的值,再根据直角三角形的性质及k的取值范围可求出k的值.
点评:此题比较复杂,考查的是一元二次方程与二次函数的关系,及直角三角形的性质,是中学阶段的重点也是难点.