已知:如图,抛物线y=-的图象与x轴分别交于A,B两点,与y轴交于C点,⊙M经过原点O及点A、C,点D是劣弧上一动点(D点与A、O不重合).(1)求抛物线的顶点E的坐

发布时间:2020-08-12 22:18:47

已知:如图,抛物线y=-的图象与x轴分别交于A,B两点,与y轴交于C点,⊙M经过原点O及点A、C,点D是劣弧上一动点(D点与A、O不重合).
(1)求抛物线的顶点E的坐标;
(2)求⊙M的面积;
(3)连CD交AO于点F,延长CD至G,使FG=2,试探究,当点D运动到何处时,直线GA与⊙M相切,并请说明理由.

网友回答

解:(1)抛物线y=-x2-
=-(x2+2x+1)+
=-(x+1)2+
∴E的坐标为(-1,);

(2)连AC;
∵⊙M过A,O,C,∠AOC=90°,
∴AC为⊙O的直径.
而|OA|=3,OC=
∴r=.
∴S⊙M=πr2=3π;

(3)当点D运动到的中点时,直线GA与⊙M相切.
理由:在Rt△ACO中,|OA|=3,OC=,
∵tan∠ACO=.
∴∠ACO=60°,∠CAO=30°.
∵点D是的中点,
∴.
∴∠ACG=∠DCO=30°.
∴OF=OC?tan30°=1,∠CFO=60°.
在△GAF中,AF=2,FG=2,∠AFG=∠CFO=60°,
∴△AGF为等边三角形.
∴∠GAF=60°.
∴∠CAG=∠GAF+∠CAO=90°.
又AC为直径,
∴当D为的中点时,GA为⊙M的切线.
解析分析:(1)已知了抛物线的解析式,用配方法和公式法求都可以.
(2)由于∠AOC是直角,那么连接AC,则AC必过圆心M,也就是说AC就是圆M的直径,因此求出AC就可以得出圆M的半径长,根据抛物线的解析式可求出A,C两点的坐标,也就知道了OA,OC的长,可在直角三角形AOC中,用勾股定理求出AC,然后可根据圆的面积的计算公式求出圆M的面积.
(3)应是D到OA中点时,GA与圆M相切,要证垂直就必须证AC⊥AG,此时D是弧OA的中点,根据OC,OA的长,不难得出∠ACO=60°,那么∠FCO=∠ACD=30°,有OC=,那么可求得OF=1,AF=OA-OF=2,首先三角形AFG是个等腰三角形,而∠CFO=90-30=60°,因此∠AFG=60°,三角形AFG就是个等边三角形,∠FAG=60°,因此∠CAG=60+30=90°,即可得出GA与圆M相切.

点评:本题将抛物线与圆放在同一坐标系中研究,因此数形结合的解题思想是不可缺少的,解第3小问时可以先自己作图来确定D点的位置.
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