如图,抛物线y=a(x-4)2+4(a≠0)经过原点O(0,0),点P是抛物线上的一个动点,OP交其对称轴l于点M,且点M、N关于顶点Q对称,连结PN、ON.
(1)求a的值;
(2)当点P在对称轴l右侧的抛物线上运动时,试解答如下问题:
①是否存在点P,使得ON⊥OP?若存在,试求出点P的坐标;否则请说明理由;
②试说明:△OPN的内心必在对称轴l上.
网友回答
解:(1)把点O(0,0)代入y=a(x-4)2+4,得:0=a(0-4)2+4,解得:.
(2)由(1)得:,
∴抛物线的解析式是,即.
∵点P是抛物线上的点,
∴设点
则直线OP的解析式为:.
∴M(4,-x0+8),
由可得顶点Q(4,4),又点M、N关于顶点Q对称
∴N(4,x0)
∴AN=OD=4,,BP=x0,OA=x0
若ON⊥OP,则∠NOP=90°,显然点P在第四象限,
如图1所示,作NA⊥y轴于点A,PB⊥y轴于点B.
∴∠OPB+∠POB=90°,∠OPB=∠AON(同角的余角相等).
∴△ANO∽△BOP.
∴,即,即,
解得:,
又x0>4
∴
∴点
故当点P在对称轴l右侧的抛物线上运动时,存在点P的坐标,使得ON⊥OP.
②如备用图,作PH⊥l于点H.
由点、N(4,x0),可得:PH=x0-4,,
在Rt△PHN中,,
在Rt△ODN中,,
∴tan∠PNH=tan∠OND
∴∠PNH=∠OND,即直线l平分∠ONP,
∴△OPN的内心必在对称轴l上.
解析分析:(1)把原点的坐标代入抛物线解析式,列出关于a的方程0=a(0-4)2+4,通过解方程0=a(0-4)2+4来求a的值;
(2)①根据题意,可点,则易求得AN=OD=4,,BP=x0,OA=x0.
如图1所示,作NA⊥y轴于点A,PB⊥y轴于点B,构建相似三角形:△ANO∽△BOP.由该相似三角形的对应边成比例求得,即点P的坐标;
②欲证明△OPN的内心必在对称轴l上,只需证明直线l平分∠ONP即可.
点评:本题综合考查了待定系数法求二次函数解析式,相似三角形的判定与性质以及三角形内心的定义.在解答(1)①时,也可以由△ODM∽△PBO求得DM=x0-8,即M(4,-x0+8).