如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,二次函数图象经过A(1,-2)、B(3,-2)和C(0,1)三点,顶点为P;(1)求这个二次函数的解析式,并写出顶点P的坐标;

发布时间:2020-08-09 10:30:57

如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,二次函数图象经过A(1,-2)、B(3,-2)和C(0,1)三点,顶点为P;
(1)求这个二次函数的解析式,并写出顶点P的坐标;
(2)连接PC、BC,求∠BCP的正切值;
(3)能否在第一象限内找到一点Q,使得以Q、C、A三点为顶点的三角形与以C、P、B三点为顶点的三角形相似?若能,请确定符合条件的点Q共有几个,并请直接写出它们的坐标;若不能,请说明理由.

网友回答

解:(1)因为y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(1,-2),B(3,-2),C(0,1)三点,
则:,
解得;
∴抛物线的解析式为y=x2-4x+1=(x-2)2-3;
∴顶点P的坐标为(2,-3);

(2)∵B(3,-2),C(0,1),P(2,-3);
∴BP2=2,BC2=18,CP2=20,
即BP2+BC2=CP2;
故△BCP是直角三角形,且∠CBP=90°;
∴tan∠BCP==;

(3)此题分三种情况讨论:如图;
①∠QCA=90°,则△QCA∽△PBC或△QCA∽△CBP;
得CQ:CA=1:3或CQ:CA=3:1;
过Q作QE⊥y轴于E,则△QEC∽△CGA;
∵QC:CA=3:1,
∴QE=3CG=9,CE=3AG=3,即OE=4;
∴Q(9,4),
同理可求得Q′(1,);
②∠CQA=90°,可过A作直线AF∥y轴,交x轴于F,过C作CQ⊥AF于Q,
此时AQ:CQ=BP:BC=1:3,
又因为∠CQA=∠CBP=90°,
则△CQA∽△PBC;
∴Q(1,1);
③∠QAC=90°,由于Q在第一象限,此时只有一种情况:△QAC∽△CBP,
得:QA:AC=3:1,
即AQ=3AC=3;
易证得∠CAQ=∠AFH=∠QHM,
所以tan∠AHF=tan∠QHM=;
即FH=3AF=6,则AH=2,QH=AQ-AH=;
∵HM=3QM,则QM=1,HM=3;
∴Q(10,1);
综上可知:存在符合条件的Q点,且坐标为Q(9,4),(1,),(1,1)或(10,1).
解析分析:(1)根据A、B、C的坐标,即可用待定系数法求出抛物线的解析式;进而可用配方法求出其顶点坐标;
(2)根据B、C、P三点的坐标,即可求出BC、BP、PC的长,此时发现△BPC是直角三角形,且∠CBP=90°,由此可求出∠BCP的正切值;
(3)由于△BPC是直角三角形,若以Q、C、A三点为顶点的三角形与以C、P、B三点为顶点的三角形相似,那么△QCA也必须是直角三角形;因此需分三种情况进行讨论;
①∠QCA=∠CBP=90°,此时△QCA∽△PBA或△QCA∽△CBP;
②∠CQA=90°,此时△CQA∽△PBC;
③∠QPC=90°,此时△QPC∽△CBP;(△QPC∽△PBC时,Q位于第四象限,此种情况不考虑).

点评:此题主要考查了二次函数解析式的确定、勾股定理、直角三角形的判定、相似三角形的判定和性质等;要特别注意(3)题在不确定相似三角形的对应边和对应角的情况下要分类讨论,以免漏解.
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