如图1,点A、B分别在x轴的原点左、右两边,点C在y轴正半轴,点F(0,-1),S四边形AFBC=15,抛物线y=ax2-2ax+4经过点A、B、C.(1)求抛物线的

发布时间:2020-07-30 09:13:05

如图1,点A、B分别在x轴的原点左、右两边,点C在y轴正半轴,点F(0,-1),S四边形AFBC=15,抛物线y=ax2-2ax+4经过点A、B、C.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点P是抛物线上一点,且tan∠PCA=,求出点P的坐标.
(3)如图2,过A、B、C三点作⊙O′交抛物线的对称轴于N,点M为弧BC上一动点(异于B、C),E为MN上一点,且∠EAB=∠MNB,ES⊥x轴于S,当M点运动时,问的值是否发生变化?若不变,求其值;若变化,请说明理由.

网友回答

解:(1)由抛物线y=ax2-2ax+4知:对称轴x=1,C(0,4);
∵S四边形AFBC=S△ABC+S△ABF=AB(OC+OF)=AB(4+1)=15,
∴AB=6;
又∵A、B两点关于x=1对称,且AB=6,
∴A(-2,0)、B(4,0);
将B(4,0)代入y=ax2-2ax+4中,得:
16a-8a+4=0,解得:a=-
∴抛物线的解析式:y=-x2+x+4.

(2)在△ACF中,OA=2、OF=1、OC=4,即:=,
又∵∠COA=∠AOF,
∴△AOC∽△FOA,
∴∠CAO=∠AFO,∠CAF=∠CAO+∠FAO=∠AFO+∠FAO=90°;
延长AF交直线CP于D,如右图1;
在Rt△ADC中,AC==2,tan∠DCA=,则:AD=3;
又∵tan∠OAF==,
∴sin∠OAF=,cos∠OAF=;
由AD=3可解得:D(4,-3);
设直线CD:y=kx+4,代入D点的坐标可得:k=-;
联立直线CD和抛物线的解析式,得:

解得、
∴P(,-).

(3)设圆心O′的坐标为(1,y),则:O′A2=9+y2、O′C2=1+(y-4)2=y2-8y+17,
∵O′A=O′C,
∴9+y2=y2-8y+17,解得:y=1,
∴⊙O′的半径R=;
延长AE,交⊙O′于点G,如右图2;
∵∠EAB=∠MNB,
∴G是的中点,即:=;
过G作⊙O′的直径GH,连接GH、HM、MG,则△HMG是直角三角形,且∠HMG=90°;
∵∠MAG=∠EAS(=),∠HMG=∠ESA=90°,
∴△HMG∽△ASE,得:=,即:=HG=2R…①;
连接AM、AN;
∵=、=,
∴∠GAB=∠MAE,∠AME=∠BAN;
对于△AEM有:∠GEM=∠MAE+∠AME;
又∵∠GMN=∠GAB+∠BAN,
∴∠GEM=∠GMN,即MG=GE,代入①式,得:=2R=2;
由相交弦定理得:ME?NE=AE?EG,∴=2;
综上,值不会发生变化,且值为2.
解析分析:(1)由抛物线的解析式不难得出点C的坐标,则OC长可知;四边形AFBC的面积可由△ABC、△ABF的面积和得出,所以根据四边形AFBC的面积即可求出AB的长,由于A、B关于抛物线的对称轴对称,而对称轴方程可由抛物线的解析式得出,那么A、B两点的坐标即可求出,任取一点代入抛物线的解析式中即可得到待定系数的值.(2)在(1)中,求出了OA=2,根据OA、OF、OC的长不难看出:OA2=OC?OF,显然△CAF正好是直角三角形,且∠CAF=90°,延长AF交CP于D,由tan∠PCA的值即可求得AD的长,∠OAF的正切值易求得,通过解直角三角形即可得到点D的坐标,在已知C、D两点坐标的情况下利用待定系数法可求出直线CD(即直线CP)的解析式,联立抛物线的解析式即可得到点P的坐标.(3)题目求的是的值,所以可以由与ES相关的相似三角形来解;由∠EAB=∠MNB可知,直线AE正好经过劣弧MB的中点(设中点为G),过点G作直径GH,连接HM、MG,显然△HMG也是直角三角形,且∠MHG=∠CAB(它们对应的是相等的劣弧),那么Rt△MHG∽Rt△SAE,可得到的是MG:2R=ES:AE,即=2R,而ME?NE=AE?EG,所以只需判断出MG和EG的数量关系就能确定该题的结论,通过观察图形,可以猜测的结论是MG=EG,即需要求证的是∠GME=∠GEM;∠GME对应的是劣弧NG(即和),而∠GEM=∠MAG+∠AMN(三角形外角的性质),那么∠GEM对应的是和;这四段劣弧中,=,=,所以∠GEM=∠GME,即GM=GE,那么该题的结论已经明确.

点评:这道二次函数综合题的难度较大;第一题中,通过四边形的面积求出A、B点的坐标是求出函数解析式的重要步骤;第二题中,判断出∠CAF的度数可以给解题带来很大的便利;最后一题是一道几何综合题,综合考查了圆和相似三角形的重要知识点,其中包含:圆周角定理、相交弦定理、相似三角形的判定和性质、等腰三角形的判定等,构建相似三角形和等腰三角形是两个比较难的地方.
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