已知:如图,在平面直角坐标系xOy中,以点P(2,)为圆心的圆与y轴相切于点A,与x轴相交于B、C两点(点B在点C的左边).
(1)求经过A、B、C三点的抛物线的解析式;
(2)在(1)中的抛物线上是否存在点M,使△MBP的面积是菱形ABCP面积的.如果存在,请直接写出所有满足条件的M点的坐标;如果若不存在,请说明理由;
(3)如果一个动点D自点P出发,先到达y轴上的某点,再到达x轴上某点,最后运动到(1)中抛物线的顶点Q处,求使点D运动的总路径最短的路径的长.
网友回答
解:(1)连接PA,PB,PC,过点P作PG⊥BC于点G,
∵⊙P与y轴相切于点A,
∴PA⊥y轴,
∵P(2,),
∴OG=AP=2,PG=OA=,
∴PB=PC=2,
∴BG=1,
∴CG=1,BC=2.
∴OB=1,OC=3.
∴A(0,),B(1,0),C(3,0),
根据题意设二次函数解析式为:y=a(x-1)(x-3),
则,
解得:a=.
故二次函数的解析式为:.
(2)∵点B(1,0),点P(2,),
∴BP的解析式为:y=x-;
则过点A平行于BP的直线解析式为:y=x+,过点C平行于BP的直线解析式为:y=x-3l2,
从而可得①:x+=x2-x+,
解得:x1=0,x2=7,
从而可得满足题意的点M的坐标为(0,)、(7,8);
②x-3=x2-x+,
解得:x1=3,x2=4,
从而可得满足题意的点M的坐标为:(3,0)、(4,)
综上可得点M的坐标为(0,),(3,0),(4,),(7,).
(3)∵=,
∴抛物线的顶点Q(2,).
作点P关于y轴的对称点P',则P'(-2,).
连接P'Q,则P'Q是最短总路径,根据勾股定理,可得P'Q=.
.
解析分析:(1)连接PA,PB,PC,过点P作PG⊥BC于点G,求出P点的坐标,然后求得点A、B、C的坐标用待定系数法求得二次函数的解析式即可;(2)因为△ABP和△CBP的面积是菱形ABCP面积的,故过点A、C作BP的平行线,与抛物线的交点即是满足条件的点M.(3)将原方程配方后得到抛物线的顶点Q(2,),然后作点P关于y轴的对称点P',则P’(-2,).连接P'Q,则P'Q是最短总路径,根据勾股定理,可得P′Q=.
点评:此题考查了二次函数综合题,涉及了待定系数法求函数解析式、轴对称最短路径、菱形的性质,难点在第二问,关键是利用平行线的性质得出点M的寻找办法,难度较大.