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如圖,已知拋物線的頂點坐標為M(1,4),且經過點N(2,3),與x軸交于A、B兩點(點A在點B左側),與y軸交于點C.
(1)求拋物線的解析式及點A、B、C的坐標;
(2)若直線y=kx+t經過C、M兩點,且與x軸交于點D,探索并判斷四邊形CDAN是怎樣的四邊形?并對你得到的結論予以證明;
(3)直線y=mx+2與拋物線交于T,Q兩點.是否存在這樣的實數m,使以線段TQ為直徑的圓恰好過坐標原點?若存在,請求出m的值;若不存在,請說明理由.
分析:(1)根據頂點式設拋物線解析式為y=a(x-1)2+4,將N(2,3)代入求a,確定拋物線解析式,根據拋物線解析式求點A、B、C的坐標;
(2)根據M、C兩點坐標求直線y=kx+t解析式,得出D點坐標,求線段AD,由C、N兩點坐標可知CN∥x軸,再求CN,證明CN與AD平行且相等,判斷斷四邊形CDAN是平行四邊形;
(3)存在.如圖設T(x1,y1),Q(x2,y2),分別過T、Q作TF⊥y軸,QG⊥x軸,聯立直線TQ解析式與拋物線解析式,可得x1,y1,x2,y2之間的關系,當以線段TQ為直徑的圓恰好過坐標原點時,∠TOQ=90°,利用互余關系可證△TOF∽△QOG,利用相似比得出線段關系,結合x1,y1,x2,y2之間的關系求m的值.
解答:解:(1)拋物線的頂點坐標為M(1,4),設拋物線解析式為y=a(x-1)2+4,
將N(2,3)代入,得a(2-1)2+4=3,解得a=-1,
所以,拋物線解析式為y=-(x-1)2+4,即y=-x2+2x+3,
令x=0,得y=3,則C(0,3),
令y=0,得x=-1或3,則A(-1,0),B(3,0);

(2)四邊形CDAN是平行四邊形.
理由:將C(0,3),M(1,4),代入直線y=kx+t中,得
t=3
k+t =4
,
解得
k=1
t=3
,直線CM解析式為y=x+3,則D(-3,0),
∵C(0,3),N(2,3),∴CN∥x軸,且CN=2-0=2,
又∵A(-1,0),D(-3,0),∴AD=-1-(-3)=2,
∴四邊形CDAN是平行四邊形;

(3)存在.
如圖設T(x1,y1),Q(x2,y2),分別過T、Q作TF⊥y軸,QG⊥x軸,
聯立
y=-x2+2x+3
y=mx+2
,解得x2+(m-2)x-1=0,
則x1+x2=2-m,x1x2=-1,
當以線段TQ為直徑的圓恰好過坐標原點時,∠TOQ=90°,
則∠TOF+∠FOQ=∠FOQ+∠QOB=90°,
則∠TOF=∠QOB,而∠TFO=∠QGO=90°,
所以,△TOF∽△QOG,
TF
QG
=
OF
OG
,即
-x1
y2
=
y1
x2
,
x1x2+y1y2=0,-1+(mx1+2)(mx2+2)=0,
-1+m2x1x2+2m(x1+x2)+4=0,
-1-m2+2m(2-m)+4=0,整理,得3m2-4m-3=0,
解得m=
13
3
點評:本題考查了二次函數的綜合運用.根據利用拋物線的頂點式求拋物線解析式,利用解析式求拋物線與坐標軸的交點,根據平行四邊形的判定定理,判斷平行四邊形,利用互余關系證明相似三角形,利用相似三角形的性質求解.
練習冊系列答案
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6
m
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3
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2
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