已知,拋物線y=ax2+bx+c,過A(-1.0)、B(3,0)、C(0,-3),M為頂點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若直線y=kx+b經(jīng)過點C、M兩點.且與x軸交于點E.△AEC的面積與△BCM的而積是否相等?如果相等,請給出征明;如果不相等,請說明理由;
(3)點P在此拋物線的對稱軸上,設(shè)⊙P的半徑為m.①若⊙P與直線CM相切.并且與x軸有交點,求m的取值范圍;②若⊙P經(jīng)過A、B兩點,且與直線CM相切于點F,求切點F的坐標(biāo).
解:
(1)∵拋物線y=ax
2+bx+c,過A(-1.0)、B(3,0)、C(0,-3),
∴假設(shè)函數(shù)解析式為:y=a(x+1)(x-3),
將(0,-3)代入得:
-3=a(0+1)(0-3),
∴a=1,
∴拋物線的解析式為:y=(x+1)(x-3)=x
2-2x-3;
( 2)如圖所示:
∵y=x
2-2x-3=(x-1)
2-4,
∴M點的坐標(biāo)為:(1,-4),
∵直線y=kx+b經(jīng)過點C、M兩點,
∴
,
∴
,
∴一次函數(shù)解析式為:y=-x-3,
當(dāng)y=0,x=-3,
∴E(-3,0),
S
△AEC=
AE•CO=
2×3=3,
S
△BCM=S
△BEM-S
△BEC=
×6×4-
×6×3=3,
所以成立;
(3)①設(shè)對稱軸與x軸交于點D,點P在拋物線的對稱軸直線x=1上,
先考慮與x軸相切,則點P的位置有兩種情況:
當(dāng)點P在第四象限內(nèi),過點P作PG⊥EM于G.(如圖1)
PG=PD=m.PM=4-m,
EM=4
,
△PGM∽△EDM,m=4(
-l),
當(dāng)點P在第一象限內(nèi).
過PG⊥EM于G,(如圖2),PG=PD=m,
PM=4+m,
同理△EDM∽△PGM,
m=4(
+1),
4(
-1)≤m≤4(
+1);
②(如圖3)連接PF,過點F作FG⊥EB,
∵⊙P經(jīng)過A、B兩點,且與直線CM相切于點F,
∴EF
2=EA•EB=12,(切割線定理)
∴EF=2
,
∵EF
2=FG
2+GE
2,
∴2FG
2=12,
∴FG=
,EG=
,
OG=OE+EG=3+
,
連接PF,過點F作FG⊥EB,
∵⊙P經(jīng)過A、B兩點,且與直線CM相切于點F,
∴EF
2=EA•EB=12,(切割線定理)
∴EF=2
,
∵EF
2=FG
2+GE
2,
∴2FG
2=12,
∴FG=
,EG=
,
OG=OE-EG=3-
,
∴F(
-3,
)或F(-3-
,-
).
分析:(1)根據(jù)交點式或待定系數(shù)法就可以求二次函數(shù)的解析式,
(2)根據(jù)公式或配方法可以求出拋物線的頂點坐標(biāo),把頂點坐標(biāo)和C點代入函數(shù)y=kx+b就可以求出k,b的值,進而得出三角形面積關(guān)系;
(3)①分別利用當(dāng)點P在第四象限內(nèi),當(dāng)點P在第一象限內(nèi)利用相似三角形的性質(zhì)求出即可;
②利用切割線定理得出,EF=2
,F(xiàn)G=
,EG=
,結(jié)合①中兩種情況,進而得出答案即可.
點評:此題主要考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用以及相似三角形的性質(zhì)與判定以及切割線定理等知識,此題綜合性較強,利用數(shù)形結(jié)合以及分類討論思想得出是解題關(guān)鍵.