已知抛物线与x轴和y轴的正半轴分别交于点A和B,已知A点坐标为(4,0).
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图,连接AB,M为AB的中点,∠PMQ在AB的同侧以M为中心旋转,且∠PMQ=45°,MP交y轴于点C,MQ交x轴于点D.设AD的长为m(m>0),BC的长为n,求n和m之间的函数关系式.
(3)若抛物线上有一点F(-k-1,-k2+1),当m,n为何值时,∠PMQ的边过点F?
网友回答
解:(1)将点A(4,0)代入抛物线解析式可得:0=-×42+4b+4,
解得:b=1,
故抛物线解析式为y=-x2+x+4;
(2)抛物线y=-=-x2+x+4与x轴的交点为A(4,0),与y轴的交点为B(0,4),
则AB=4,AM=BM=2,
在∠PMQ绕点M在AB同侧旋转过程中,∠MBC=∠DAM=∠PMQ=45°,
在△BCM中,∠BMC+∠BCM+∠MBC=180°,即∠BMC+∠BCM=135°,
在直线AB上,∠BMC+∠PMQ+∠AMD=180°,即∠BMC+∠AMD=135°,
则∠BCM=∠AMD,
故△BCM∽△AMD,
则=,即=,n=,
故n与m之间的函数关系式为n=(m>0).
(3)∵F(-k-1,-k2+1)在y=-x2+x+4上,
∴-(-k-1)2+(-k-1)+4=-k2+1,
化简得,k2-4k+3=0,
解得:k1=1,k2=3,
即F1(-2,0)或F2(-4,-8),
①MF过点M(2,2)和F1(-2,0),设MF为y=kx+b,
则,
解得:,
故直线MF的解析式为y=x-,
直线MF与x轴的交点为(-2,0),与y轴交点为(0,1),
若MP过点F(-2,0),则n=4-1=3,m=,
若MQ过点F(-2,0),则m=4-(-2)=6,n=,
②MF过点M(2,2)或点F1(-4,-8),设MF为y=kx+b,
则,
解得:,
故直线MF的解析式为y=x-,
直线MF与x轴的交点为(,0),与y轴交点为(0,-),
若若MP过点F(-4,-8),则n=4-(-)=,m=,
若MQ过点F(-4,-8),则m=4-=,n=,
故当,,或时∠PMQ的边过点F.
解析分析:(1)将点(4,0)代入抛物线解析式可求出b的值,继而得出抛物线的解析式;
(2)先求出AB、BM的长度,通过证明∠BCM=∠AMD,判断△BCM∽△AMD,利用对应边成比例可求出n和m之间的函数关系式;
(3)将点F的坐标代入抛物线解析式求出k的值,分别讨论MP过点F,和MQ过点F的情况,分别得出m、n的值即可.
点评:本题考查了二次函数的综合题,涉及了待定系数法求函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征的问题,同学们注意培养自己解决综合题的能力,将所学知识融会贯通.