如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(-6,0),以点A为圆心的圆交x轴于O、B两点,直线y=x-3交x轴于点C,交y轴于点D,过A、C、D三点作一条抛物线.(1)

发布时间:2020-08-12 10:35:24

如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(-6,0),以点A为圆心的圆交x轴于O、B两点,直线y=x-3交x轴于点C,交y轴于点D,过A、C、D三点作一条抛物线.
(1)求抛物线的解析式;
(2)判断直线CD与⊙A的位置关系,并说明理由;
(3)若点M以每秒4个单位长度的速度由点B沿x轴向点C运动,点N以每秒1个单位长度的速度由点C沿直线y=x-3向点D运动.设运动时间为t(t≤4),试问t为何值时△CMN与△CDB相似;
(4)在抛物线上是否存在点P,使△APC的面积是△BCD面积的倍?若存在,请求出符合条件的所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)当y=0时,x-3=0,解得x=4,
当x=0时,y=-3,
所以,点C(4,0),D(0,-3),
设过A、C、D三点的抛物线解析式为y=ax2+bx+c,
则,
解得,
所以,抛物线解析式为y=x2+x-3;

(2)如图,过圆心A作AE⊥CD于点E,
∵C(4,0),D(0,-3),
∴CD==5,
∵A(-6,0),
∴AC=4-(-6)=10,
sin∠DCO==,
即=,
解得AE=6,
∵⊙A的圆心为(-6,0)且经过点O,
∴⊙A的半径为6,
∴直线CD与⊙A相切;

(3)根据圆的对称性,圆心为A(-6,0)的⊙A经过点O(0,0)与B,
∴点B的坐标为(-12,0),
∴CB=4-(-12)=4+12=16,
根据题意,CM=CB-4t=16-4t,
CN=t,
①CM与CB是对应边时,∵△CMN∽△CBD,
∴=,
即=,
解得t=秒;
②CM与CD是对应边时,∵△CMN∽△CDB,
∴=,
即=,
解得t=秒;
∵与都小于4,
∴t=或秒时,△CMN与△CDB相似;

(4)存在.理由如下:
∵BC=16,点D到BC的距离为3,
∴S△BCD=×16×3=24,
设点P到AC的距离为h,∵AC=10(已求),
∴×10h=×24,
解得h=3,
①点P在x轴下方,点P的纵坐标是-3,
所以,x2+x-3=-3,
整理得,x2+2x=0,
解得x1=0,x2=-2,
所以,点P的坐标为(0,-3)或(-2,-3),
②点P在x轴上方,点P的纵坐标是3,
所以,x2+x-3=3,
整理得,x2+2x-48=0,
解得x1=-8,x2=6,
所以,点P的坐标为(-8,3)或(6,3),
综上所述,存在点P(0,-3)或(-2,-3)或(-8,3)或(6,3),使△APC的面积是△BCD面积的倍.
解析分析:(1)根据直线CD的解析式求出点C、D的坐标,然后利用待定系数法求抛物线的解析式解答;
(2)过圆心A作AE⊥CD于点E,利用勾股定理求出CD的长度,再根据∠DCO的正弦值求出AE的长度,与⊙A的半径相比较,根据直线与圆的位置关系即可得出CD和⊙A的位置关系;
(3)根据圆的对称性求出点B的坐标,并求出BC的长度,然后用t表示出CM、CN,再分①CM与CB是对应边时,根据相似三角形对应边成比例列式计算即可得解;②CM与CD是对应边时,根据相似三角形对应边成比例列式计算即可得解(注意求出的t值要在t的取值范围内);
(4)首先求出△BCD的面积,通过三角形的面积公式,易求得P点纵坐标的绝对值,然后分①点P在x轴下方,点P的纵坐标是负数,代入抛物线的解析式进行计算求出点P的横坐标,从而得解,②点P在x轴上方,点P的纵坐标是正数,代入抛物线的解析式进行计算求出点P的横坐标,从而得解.

点评:本题是对二次函数的综合考查,主要涉及到待定系数法求二次函数解析式,勾股定理的应用,直线与圆的位置关系的判定,以及相似三角形的对应边成比例的性质,(3)题要注意根据对应边的不同分两两种情况讨论,(4)要分点P在x轴下方与上方两种情况讨论,本题难度不是很大,但运算较为复杂,希望同学们计算时要认真仔细.
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