已知二次函数的图象与一次函数y=kx+1的图象交于A,B两点(A在B的左侧),且A点坐标为(-4,4).
(1)求一次函数的解析式;
(2)若平行于x轴的直线l过(0,-1)点,试判断以线段AB为直径的圆与直线l的位置关系,并说明理由;
(3)把二次函数的图象向右平移2个单位,再向下平移t个单位(t>0),得到的二次函数的图象与x轴交于M,N两点,一次函数图象交y轴于F点.当t为何值,过F,M,N三点的圆的面积最小?
网友回答
解:(1)把A(-4,4)代入y=kx+1得:,
∴一次函数的解析式为;
??(2)由,
解得或,
∴,
过A,B点分别作直线l的垂线,垂足为A',B',
则,
∴直角梯形AA'B'B的中位线长为,
过B作BH垂直于直线AA'于点H,则BH=A'B'=5,,
∴,
∴AB的长等于AB中点到直线l的距离的2倍,
∴以AB为直径的圆与直线l相切.
(3)(方法一)?平移后二次函数解析式为,
令y=0,得,,
∵过F,M,N三点的圆的圆心一定在平移后抛物线的对称轴上,点C为定点,B要使圆面积最小,圆半径应等于点F到直线x=2的距离,
此时,半径为2,面积为4π,
设圆心为C,MN与直线x=2交于点E,连接CM,则CE⊥MN,ME=NE,CE=OF=1,
在直角三角形CEM中,,
∴,而MN=|x1-x2|=,从而求得?,
∴当时,过F,M,N三点的圆面积最小;
(方法二)?设圆心为C,半径为r,
由=0,得,
∴ME=NE=2
则CE===,
∴点C(2,),
又F(0,1)∴由CF=r得:,
整理得,
∴当时,过F,M,N三点的圆面积最小.
解析分析:(1)已知了一次函数的图象经过A点,可将A点的坐标代入一次函数中,即可求出一次函数的解析式.
(2)求直线与圆的位置关系需知道圆心到直线的距离和圆的半径长.由于直线l平行于x轴,因此圆心到直线l的距离为1.因此只需求出圆的半径,也就是求AB的长,根据(1)中两函数的解析式即可求出B点的坐标,根据A、B两点的坐标即可求出AB的长.然后判定圆的半径与1的大小关系即可.
(3)先设出平移后抛物线的解析式,不难得出平移后抛物线的对称轴为x=2.因此过F,M,N三点的圆的圆心必在直线x=2上,要使圆的面积最小,那么圆心到F点的距离也要最小(设圆心为C),即F,C两点的纵坐标相同,因此圆的半径就是2.C点的坐标为(2,1)(可根据一次函数的解析式求出F点的坐标).可设出平移后的抛物线的解析式,表示出MN的长,如果设对称轴与x轴的交点为E,那么可表示出ME的长,然后在直角三角形MEC中根据勾股定理即可确定平移的距离.即t的值.(也可根据C点的坐标求出M,N点的坐标,然后用待定系数法求出平移后的抛物线的解析式,经过比较即可得出平移的距离,即t的值).
点评:此题主要考查了求一次函数解析式、二次函数的平移、勾股定理,二次函数的最值,直线与圆的位置关系,解二元二次方程组等知识点的理解和掌握,能综合运用这些性质进行计算是解此题的关键,综合考查了学生数形结合的数学思想方法.