抛物线y=a(x+6)2-3与x轴相交于A,B两点,与y轴相交于C,D为抛物线的顶点,直线DE⊥x轴,垂足为E,AE2=3DE.
(1)求这个抛物线的解析式;
(2)P为直线DE上的一动点,以PC为斜边构造直角三角形,使直角顶点落在x轴上.若在x轴上的直角顶点只有一个时,求点P的坐标;
(3)M为抛物线上的一动点,过M作直线MN⊥DM,交直线DE于N,当M点在抛物线的第二象限的部分上运动时,是否存在使点E三等分线段DN的情况?若存在,请求出所有符合条件的M的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)易知抛物线的顶点D(-6,-3),则DE=3,OE=6;
∵AE2=3DE=9,
∴AE=3,即A(-3,0);
将A点坐标代入抛物线的解析式中,
得:a(-3+6)2-3=0,
即a=,
即抛物线的解析式为:y=(x+6)2-3=x2+4x+9.
(2)设点P(-6,t),易知C(0,9);
则PC的中点Q(-3,);
易知:PC=;
若以PC为斜边构造直角三角形,在x轴上的直角顶点只有一个时,以PC为直径的圆与x轴相切,即:
||=,
解得t=1,
故点P(-6,1),
当点P与点E重合时,由抛物线的解析式可知,A(-3,0),B(-9,0).
所以P(-6,0),
故点P的坐标为(-6,1)或(-6,0),
(3)设点M(a,b)(a<0,b>0),分两种情况讨论:
①当NE=2DE时,NE=6,即N(-6,6),已知D(-6,-3),则有:
直线MN的斜率:k1=,直线MD的斜率:k2=;
由于MN⊥DM,则k1?k2==-1,
整理得:a2+b2+12a-3b+18=0…(△),
由抛物线的解析式得:a2+4a+9=b,
整理得:a2+12a-3b+27=0…(□);
(△)-(□)得:b2=9,即b=3(负值舍去),
将b=3代入(□)得:a=-6+3,a=-6-3,
故点M(-6+3,3)或(-6-3,3);
②当2NE=DE时,NE=,即N(-6,),已知D(-6,-3),
则有:直线MN的斜率:k1=,直线DM的斜率:k2=;
由题意得:k1?k2==-1,
整理得:a2+b2+b+12a+=0,
而a2+12a-3b+27=0;两式相减,
得:2b2+9b+9=0,
解得b=-2,b=-,(均不符合题意,舍去);
综上可知:存在符合条件的M点,且坐标为:M(-6+3,3)或(-6-3,3).
解析分析:(1)根据已知的抛物线解析式,可求得顶点D的坐标,即可求得DE、OE的长,根据AE2=3DE,可求出AE的值,进而可得到点A的坐标,然后将其代入抛物线的解析式中,即可求得待定系数a的值,从而确定该抛物线的解析式.
(2)设出点P的纵坐标,若以PC为斜边的直角三角形在x轴上只有一个直角顶点,那么以PC为直径的圆与x轴相切,可根据P、C的坐标表示出PC中点Q的坐标和PC的长,令Q的纵坐标等于PC的一半,即可得到关于P点纵坐标的方程,从而求出点P的坐标.
(3)此题比较复杂,需要分两种情况考虑:
①NE=2DE,此时N(-6,6),可设出点M的坐标,然后分别表示出直线MN、直线MD的斜率,若两条直线互相垂直,那么它们的斜率的积为-1,可据此得到关于M点横、纵坐标的关系式,联立抛物线的解析式即可得到点M的坐标;
②2NE=DE,方法同①.
点评:此题是二次函数的综合题,涉及到二次函数解析式的确定、直角三角形的判定和性质、圆周角定理、直线与圆的位置关系、互相垂直两直线的斜率关系等重要知识,综合性强,难度很大.