2021年中考二轮复习数学二次函数压轴题分类训练9:与圆相关的综合题(附答案)
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1.我们把方程(x﹣m)2+(y﹣n)2=r2称为圆心为(m,n)、半径长为r的圆的标准方程.例如,圆心为(1,﹣2)、半径长为3的圆的标准方程是(x﹣1)2+(y+2)2=9.在平面直角坐标系中,⊙C与x轴交于点A,B,且点B的坐标为(8,0),与y轴相切于点D(0,4),过点A,B,D的抛物线的顶点为E.
(1)求⊙C的标准方程;
(2)求抛物线的解析式;
(3)试判断直线AE与⊙C的位置关系,并说明理由.
2.已知抛物线y=ax2+bx+c过点M和坐标原点O,一次函数y=mx﹣4m与x轴交于点M.
(1)求出抛物线的对称轴;
(2)如图1,以线段OM为直径作⊙C,在第一象限内的圆上存在一点B,使得△OBC为等边三角形,求⊙C过点B的切线l的函数解析式;
(3)如图2,在(2)的条件下,当a>0时,若抛物线上有且只存在三点D1、D2、D3,使得∠OD1M=∠OD2M=∠OD3M=60°,过点B的切线与抛物线交于P、Q两点,试问:在直线PQ下方的抛物线上是否存在一点N,使得△PNQ的面积最大?若存在,求出N点的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,在平面直角坐标系中,点M的坐标是(5,4),⊙M与y轴相切于点C,与x轴相交于A、B两点.
(1)分别求A、B、C三点的坐标;
(2)如图1,设经过A、B两点的抛物线解析式为,它的顶点为E,求证:直线EA与⊙M相切;
(3)如图2,过点M作直线FG∥y轴,与圆分别交于F、G两点,点P为弧FB上任意一点(不与B、F重合),连接FP、AP,FN⊥BP的延长线于点N.请问是否为定值,若为定值,请求出这个值,若不为定值,请说明理由.
4.如图,在平面直角坐标系中,⊙M与x轴相交于点B(4,0),D(﹣2,0),与y轴相交于点A(0,m),C(0,n).
(1)求mn的值;
(2)若抛物线y=x2+bx+c(b,c为常数)经过点B,C,点E在抛物线上.当△AED的重心恰好是原点O时,求该抛物线的解析式.
(3)在(2)条件下,P是抛物线上的动点.问:直角平面坐标系中是否存在一点Q,使得以A,D,P,Q为顶点的平行四边形的面积取最小?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
5.如图,二次函数y=﹣x2+bx+c与x轴的一个交点A的坐标为(﹣3,0),以点A为圆心作圆A,与该二次函数的图象相交于点B,C,点B,C的横坐标分别为﹣2,﹣5,连接AB,AC,并且满足AB⊥AC.
(1)求该二次函数的关系式;
(2)经过点B作直线BD⊥AB,与x轴交于点D,与二次函数的图象交于点E,连接AE,请判断△ADE的形状,并说明理由;
(3)若直线y=kx+1与圆A相切,请直接写出k的值.
6.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),与x轴交于A(4,0)、O两点,点D(2,﹣2)为抛物线的顶点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点E为AO的中点,以点E为圆心、以1为半径作⊙E,交x轴于B、C两点,点M为⊙E上一点.
①射线BM交抛物线于点P,设点P的横坐标为m,当tan∠MBC=2时,求m的值;
②如图2,连接OM,取OM的中点N,连接DN,则线段DN的长度是否存在最大值或最小值?若存在,请求出DN的最值;若不存在,请说明理由.
7.如图,已知抛物线y=mx2﹣8mx﹣9m与x轴交于A,B两点,且与y轴交于点C(0,﹣3),∠ACB=90°,过A,B,C三点作⊙O′,连接AC,BC.
(1)求⊙O′的圆心O′的坐标;
(2)点E是AC延长线上的一点,∠BCE的平分线CD交⊙O′于点D,求点D的坐标,并直接写出直线BC和直线BD的解析式;
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在点P,使得∠PDB=∠CBD,若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
8.在平面直角坐标系xOy中,已知点P是反比例函数y=(x>0)图象上一个动点,以P为圆心的圆始终与y轴相切,设切点为A.
(1)如图1,⊙P运动到与x轴相切,设切点为K,试判断四边形OKPA的形状,并说明理由.
(2)如图2,⊙P运动到与x轴相交,设交点为B,C.当四边形ABCP是菱形时,
①求过点A,B,C三点的抛物线解析式;
②在过A,B,C三点的抛物线上是否存在点M,使△MBP的面积是菱形ABCP面积的?若存在,直接写出所有满足条件的M点的坐标;若不存在,试说明理由.
9.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C,连接AC,BC,将△OBC沿BC所在的直线翻折,得到△DBC,连接OD.
(1)若OB=3OC,求抛物线的解析式.
(2)如图1,设△OBD的面积为S1,△OAC的面积为S2,若,求a的值.
(3)如图2,a=﹣1,若P点是半径为2的OB上一动点,连接PC、PA,当点P运动到某一位置时,的值最大,请求出这个最大值,并说明理由.
10.如图,直线与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线经过B、C两点,且与x轴交于另一点A.
(1)求抛物线的解析式.
(2)点P是线段BC下方的抛物线上的动点(不与点B、C重合),过P作PD∥y轴交BC于点D,以PD为直径的圆交BC于另一点E,求DE的最大值及此时点P的坐标;
(3)当(2)中的DE取最大值时,将△PDE绕点D旋转,当点P落在坐标轴上时,求点E的坐标.
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,⊙O交x轴于A、B两点,直线FA⊥x轴于点A,点D在FA上,且DO平行于⊙O的弦MB,连接DM并延长交x轴于点C.
(1)判断直线DC与⊙O的位置关系,并给出证明;
(2)设点D的坐标为(﹣2,4),试求经过D、O、C三点的抛物线的解析式.
(3)若坐标平面内的点P,使得以点P和三点D、O、C为顶点的四边形是平行四边形,求P点的坐标.
12.已知二次函数y=+bx+c(b、c为常数)的图象经过点(0,﹣1)和点A(4,1).
(1)求b、c的值;
(2)如图1,点C(10,m)在抛物线上,点M是y轴上的一个动点,过点M平行于x轴的直线l平分∠AMC,求点M的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,点P是抛物线上的一动点,以P为圆心、PM为半径的圆与x轴相交于E、F两点,若△PEF的面积为2,请直接写出点P的坐标.
13.已知抛物线y=a(x﹣3)2+(a≠0)过点C(0,4),顶点为M,与x轴交于A,B两点.如图所示以AB为直径作圆,记作⊙D.
(1)试判断点C与⊙D的位置关系;
(2)直线CM与⊙D相切吗?请说明理由;
(3)在抛物线上是否存在一点E,能使四边形ADEC为平行四边形.
14.如图,在平面直角坐标系中,顶点为(11,﹣)的抛物线交y轴于A点,交x轴于B,C两点(点B在点C的左侧),已知A点坐标为(0,8).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)过点B作线段AB的垂线交抛物线于点D,如果以点C为圆心的圆与直线BD相切,请判断抛物线的对称轴l与⊙C有怎样的位置关系,并给出证明;
(3)连接AC,在抛物线上是否存在一点P,使△ACP是以AC为直角边的直角三角形,若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
15.在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+(k﹣1)x﹣k与直线y=kx+1交于A、B两点,点A在点B的左侧.
(1)如图1,当k=1时,直接写出A,B两点的坐标;
(2)在(1)的条件下,点P为抛物线上的一个动点,且在直线AB下方,试求出△ABP面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图2,抛物线y=x2+(k﹣1)x﹣k(k>0)与x轴交于点C、D两点(点C在点D的左侧),是否存在实数k使得直线y=kx+1与以O、C为直径的圆相切?若存在,请求出k的值;若不存在,请说明理由.
参考答案
1.解:(1)如图,连接CD,CB,过点C作CM⊥AB于M.设⊙C的半径为r.
∵与y轴相切于点D(0,4),
∴CD⊥OD,
∵∠CDO=∠CMO=∠DOM=90°,
∴四边形ODCM是矩形,
∴CM=OD=4,CD=OM=r,
∵B(8,0),
∴OB=8,
∴BM=8﹣r,
在Rt△CMB中,∵BC2=CM2+BM2,
∴r2=42+(8﹣r)2,
解得r=5,
∴C(5,4),
∴⊙C的标准方程为(x﹣5)2+(y﹣4)2=25.
(2)点C的坐标为(5,4),则抛物线的对称轴为x=5,
点B(8,0),根据函数的对称性,点A(2,0),
则抛物线的表达式为y=a(x﹣2)(x﹣8),
将点D的坐标代入上式得:4=a(﹣2)(﹣8),解得a=,
故抛物线的表达式为y=(x﹣2)(x﹣8)=x2﹣x+4.
(3)结论:AE是⊙C的切线.
理由:连接AC,CE.
由抛物线的表达式知,顶点E(5,﹣),
∵AE==,CE=4+=,AC=5,
∴EC2=AC2+AE2,
∴∠CAE=90°,
∴CA⊥AE,
∴AE是⊙C的切线.
2.解:(1)令y=mx﹣4m=0,解得x=4,故点M(4,0),
∵抛物线y=ax2+bx+c过原点O,则c=0,
故抛物线的表达式为y=ax2+bx,
将点M的坐标代入上式得:16a+4b=0,即b=﹣4a,
故抛物线的表达式为y=ax2﹣4ax①,
则抛物线的对称轴为x=2;
(2)由(1)知,OC=2,则△OBC为边长为2的等边三角形,
则该三角形的高为2×sin60°=,故点B的坐标为(1,),
在Rt△EBC中,∠EBC=90°﹣∠ECB=90°﹣60°=30°,
故OE=2BC=4,则点E的坐标为(﹣2,0),
设切线l的表达式为y=kx+b,则,解得,
故直线l的表达式为y=x+②,
(3)存在,理由:
∵抛物线上有且只存在三点D1、D2、D3,使得∠OD1M=∠OD2M=∠OD3M=60°,
则有一个点D为抛物线的顶点,如下图,
根据函数的对称轴,则△OMD为边长为4的等边三角形,
同理可得,点D(2,﹣2),即抛物线的顶点为D,
将点D的坐标代入①得:﹣2=4ax﹣8a,解得a=,
则抛物线的表达式为y=x2﹣2x③,
联立②③并整理得:3x2﹣14x﹣4=0,
解得x=,则xQ﹣xP=,
过点N作NH∥y轴交PQ于点H,
设点N(x,x2﹣2x),则点H(x,x+),
则S△PQN=S△HNP+S△HNQ=•HN•(xQ﹣xP)=(x+﹣x2+2x)=(﹣x2+x+),
∵a<0,
故抛物线开口向下,△PNQ的面积存在最大值,
此时x=,则点N的坐标为(,﹣).
3.解:(1)如图1,连接CM、AM,连接ME交x轴于点D,则ME⊥x轴,
∵⊙M与y轴相切于点C,点M的坐标是(5,4),
∴CM⊥y轴,即C(0,4),⊙M的半径为5,
∴AM=5,DM=4,
∴AD=DB===3,
∴OA=5﹣3=2,
∴A(2,0),B(8,0);
(2)证明:将A(2,0)代入中,可得,
∴E(5,),
∴DE=,
∴ME=DE+MD==,
则,,,
∴MA2+AE2=AE2,
∴MA⊥AE,
又∵MA为半径,
∴直线EA与⊙M相切;
(3)为定值,
理由如下:
连接AF、BF,作FQ⊥AP于点Q,
∵∠FPN为圆内接四边形ABPF的外角,
∴∠FPN=∠FAB,
又∵MF⊥AB,
∴AF=BF,
∴∠FAB=∠FBA=∠FPA,
∴∠FPN=∠FPA,
∵FQ⊥AP,FN⊥PN,
∴FQ=FN,
又∵FP=FP,
∴Rt△FPQ≌Rt△FPN(HL),
∴PQ=PN,
又∵AF=BF,FQ=FN,
∴Rt△AFQ≌Rt△BFN(HL),
∴AQ=BN,
∴.
4.解:(1)如图1,连接BC,AD,
∵点B(4,0),D(﹣2,0),点A(0,m),C(0,n),
∴OB=4,OD=2,AO=﹣m,OC=n,
∵∠CBO=∠DAO,∠COB=∠DOA,
∴△ADO∽△BCO,
∴,
∴﹣m•n=4×2,
∴mn=﹣8;
(2)∵△AED的重心恰好是原点O,点D(﹣2,0),点A(0,m),
∴点E(2,﹣m),
又∵抛物线y=x2+bx+c(b,c为常数)经过点B,C,
∴,
解得:m=﹣1,n=8=c,b=﹣5,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣5x+8;
(3)∵D(﹣2,0),点A(0,﹣1),
∴直线AD的解析式为y=﹣x﹣1,
如图2,
设与直线AD平行的直线L为y=﹣x+k与抛物线y=x2﹣5x+8只有一个交点P时,
此时△ADP的面积最小,对应的平行四边形的面积=2S△ADP,也最小,
∴x2﹣5x+8=﹣x+k,
∵△=﹣4××(8﹣k)=0,
∴k=,
∴直线L解析式为:y=﹣x+,
联立方程组可得:,
解得:,
∴点P(3,﹣),
设点Q(x,y),
当AD与PQ为对角线时,则,,
∴x=﹣5,y=﹣,
∴点Q(﹣5,﹣);
当AP与DQ为对角线时,则,,
∴x=5,y=﹣,
∴点Q(5,﹣);
当AQ与PD为对角线时,则,,
∴x=1,y=,
∴点Q(1,);
综上所述:点Q坐标为(﹣5,﹣)或(5,﹣)或(1,).
5.解:(1)如图1,过点B作BM⊥x轴于M,过点C作CN⊥x轴于N,
∴∠ANC=∠BMA=90°,
∴∠ABM+∠BAM=90°,
∵AC⊥AB,
∴∠CAN+∠BAM=90°,
∴∠ABM=∠CAN,
∵⊙A过点B,C,
∴AC=AB,
∴△ACN≌△BAM(AAS),
∴CN=AM=﹣2﹣(﹣3)=1,BM=AN=﹣3﹣(﹣5)=2,
∴B(﹣2,﹣2),C(﹣5,﹣1),
∵点B,C在抛物线上,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x﹣11,
(2)△ADE是等腰三角形,
理由如下:如图1,∵BD⊥AB,
∴∠ABD=90°,
∴∠ABM+∠DBM=90°,
过点B作BM⊥x轴于M,
∴∠BMD=∠AMB=90°,
∴∠BDM+∠DBM=90°,
∴∠ABM=∠BDM,
∴△ABM∽△BDM,
∴,
∴,
∴DM=4,
∴D(2,0),
∴AD=5,
∵B(﹣2,﹣2),
∴直线BD的解析式为y=x﹣1,
联立,,
∴(舍)或,
∴E(﹣6,﹣4),
∴AE==5,
∴AD=AE,
∴△ADE是等腰三角形;
(3)如图2,
∵点B(﹣2,﹣2)在⊙A上,
∴AB=,
记直线y=kx+1与y轴相交于F,
令x=0,则y=1,
∴F(0,1),
∴OF=1,
Ⅰ、当直线y=kx+1与⊙A的切点在x轴上方时,记切点为G,
则AG=AB=,∠AGF=90°,
连接AF,在Rt△AOF中,OA=3,OF=1,
∴AF=,
在Rt△AGF中,根据勾股定理得,FG===AG,
过点G作GP⊥y轴于P,过点G作GQ⊥x轴于Q,
∴∠AQG=∠FPG=90°=∠POQ,
∴四边形POQG是矩形,
∴∠PGQ=90°,
∵FG是⊙A的切线,
∴∠AGQ=∠FGP,
∴△AQG≌△FPG(AAS),
∴AQ=PF,GQ=PG,
设点G(m,km+1),
∴AQ=m+3,PF=km,PG=﹣m,GQ=km+1,
∴m+3=km①,km+1=﹣m②,
联立①②解得,,
Ⅱ、当切点在x轴下方时,同Ⅰ的方法得,k=2,
即:直线y=kx+1与圆A相切,k的值为﹣或2.
6.解:(1)由抛物线顶点式表达式得:y=a(x﹣2)2﹣2,
将点A的坐标代入上式并解得:a=,
故抛物线的表达式为:y=(x﹣2)2﹣2=x2﹣2x①;
(2)点E是OA的中点,则点E(2,0),圆的半径为1,则点B(1,0),
当点P在x轴下方时,
如图1,∵tan∠MBC=2,
故设直线BP的表达式为:y=﹣2x+s,将点B(1,0)的坐标代入上式并解得:s=2,
故直线BP的表达式为:y=﹣2x+2②,
联立①②并解得:x=±2(舍去﹣2),故m=2;
当点P在x轴上方时,
同理可得:m=4±2(舍去4﹣2);
故m=2或4+2;
(3)存在,理由:
连接BN、BD、EM,
则BN是△OEM的中位线,故BN=EM=,而BD==,
在△BND中,BD﹣BN≤ND≤BD+BN,
即﹣0.5≤ND≤+0.5,
故线段DN的长度最小值和最大值分别为﹣0.5和+0.5.
7.解:(1)y=mx2﹣8mx﹣9m,令y=0,解得:x=﹣1或9,
故点A、B的坐标分别为:(﹣1,0)、(9,0),
∵过A,B,C三点作⊙O′,故O′为AB的中点,
∴点O′的坐标为(4,0);
(2)∵AB是圆的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠BCE=90°,
∵∠BCE的平分线为CD,
∴∠BCD=45°,
∴∠DO′B=90°,即O′D⊥AB,
圆的半径为AB=5,
故点D的坐标为(4,﹣5),
设直线BC的表达式为:y=kx+b,则,解得:,
故直线BC的表达式为:y=x﹣3,
同理可得直线BD的表达式为:y=x﹣9;
(3)由点A、B、C的坐标得,抛物线的表达式为:y=x2﹣x﹣3①,
①当点P(P′)在直线BD下方时,
∵∠PDB=∠CBD,
∴DP′∥BC,则设直线DP′的表达式为:y=x+t,
将点D的坐标代入上式并解得:t=﹣,
故直线DP′的表达式为:y=x﹣②,
联立①②并解得:x=(舍去负值),
故点P的坐标为(,);
②当点P在BD的上方时,
由BD的表达式知,直线BD的倾斜角为45°,以BD为对角线作正方形DMBN,
边MB交直线DP′于点H′,直线DP交NB边于点H,
对于直线DP′:y=x﹣,当x=9时,y=﹣,即BH′=,
根据点的对称性知:BH=BH′=,故点H(,0),
由点D、H的坐标得,直线DH的表达式为:y=3x﹣17③,
联立①③并解得:x=3或14(舍去3),
故点P的坐标为(14,25);
故点P的坐标为:(,)或(14,25).
8.解:(1)四边形OKPA是正方形,证明如下:
∵⊙P分别与两坐标轴相切,
∴PA⊥OA,PK⊥OK.
∴∠PAO=∠OKP=90°,
又∵∠AOK=90°,
∴∠PAO=∠OKP=∠AOK=90°,
∴四边形OKPA是矩形,
又∵AP=KP,
∴四边形OKPA是正方形;
(2)①连接PB,过点P作PG⊥BC于G,
∵四边形ABCP为菱形,
∴BC=PA=PB=PC(半径),
∴△PBC为等边三角形,
在Rt△PBG中,∠PBG=60°,PB=PA=x,PG=x,
∴P(x,y)代入 y=,解之得:x=±2(负值舍去).
∴PG=,PA=BC=2,则P(2,),
则四边形OGPA是矩形,PA=OG=2,BG=CG=1,
∴OB=OG﹣BG=1,OC=OG+GC=3.
∴A(0,),B(1,0),C(3,0);
设二次函数解析式为:y=a(x﹣1)(x﹣3),过点A(0, ),
∴a=,
∴二次函数解析式为:y=x2﹣x+;
②设直线BP的解析式为:y=ux+v,
据题意得:,解之得:.
∴直线BP的解析式为:y=x﹣,
过点A作直线AM∥BP,则可得直线AM的解析式为:y=x+.
解方程组:,解得.
过点C作直线CM∥PB,则可设直线CM的解析式为:y=x+t,
∴0=3+t,解得t=﹣3,
∴直线CM的解析式为:y=x﹣3.
解方程组:,解得.
综上可知,满足条件的M的坐标有四个,
分别为:(0,),(3,0),(4,),(7,8).
9.解:(1)∵B(3,0),
∴OB=3,
OB=3OC,
∴OC=1,
∴C(0,1),
∵A(﹣1,0),B(3,0),
∴设抛物线的解析式y=a(x+1)(x﹣3),
将C(0,1)代入,
1=a×(0+1)×(0﹣3),
∴a=﹣,
∴y=(x+1)(x﹣3),
即y=;
(2)设y=a(x+1)(x﹣3)=ax2﹣2ax﹣3a
∴C(0,﹣3a),CO=﹣3a.
∵A(﹣1,0),B(3,0),
∴AB=4,
∴
设OD交BC于点M,
由轴对称性,BC⊥OD,OD=2OM,
在Rt△COB中,
由面积法:
∴
∴
又,
∴a2+1=9.
∴.
∵a<0
∴.
(3)在x轴上取点D(2,0),连接PD,CD,BP
∴BD=3﹣2=1,
∵AB=4,BP=2,
∴,
∵∠PBD=∠ABP,
∴△PBD~△ABP,
∴,
∴,
∴PC﹣PA=PC﹣PD,
∴当点C,P,D在同一直线上时,
最大,
∵,
∴最大值为.
10.解:(1)由题可知,B(4,0),C(0,﹣2),
∵抛物线经过点C,
∴c=﹣2,
又∵抛物线经过点B,
∴8+4b﹣2=0,
解得b=﹣,
∴y=x2﹣x﹣2;
(2)设P(m,m2﹣m﹣2),
∵P是线段BC下方,
∴0<m<4,
直线BC的解析式为y=x﹣2,
∵PD⊥x轴与BC交于点D,
∴D(m,m﹣2),
∴PD=m﹣2﹣(m2﹣m﹣2)=﹣m2+2m,
∵PE⊥BC,
∴PE的解析式为y=﹣2x+m2+m﹣2,
∴E(,),
∴PE=(4m﹣m2),
在Rt△PED中,DE2=PD2﹣PE2=(4m﹣m2)2,
∴DE=﹣(m﹣2)2+,
当m=2时,DE有最大值,此时P(2,﹣3);
(3)由(2)可知,D(2,﹣1),PD=2,ED=,EP=;
①如图1:延长PD与x轴交于点M,
∴M(2,0),
∴MD=1,
∵DP'=2,
∴∠MP'D=30°,
∴P'M=,
∴P'(2+,0),
过点E'作GE'⊥DP,过点P'作P'H⊥GE'交GE'的延长线于点H;
∵∠DE'P'=90°,
∴∠DE'G+∠E'DG=∠DE'G+∠PE'H=90°,
∴∠DE'G=∠E'P'H,
∴△DGE'≌△E'HP',
∴==,
∵=,
设E'(x,y),
∴==
∴y=2x﹣4,2y=﹣x+4,
∴x=,y=﹣,
∴E'(,﹣);
②如图2:P'与(2+,0)关于x=2对称,
P'(2﹣,0),
过点E'作x轴垂线E'N,
设E'(x,y),
∴NE'=y,P'N=x﹣2+,
∵P'E'=PE=,
在Rt△P'NE'中,=y2+(x﹣2﹣)2,
DE'2==(x﹣2)2+(y+1)2,
∴y=,x=,
∴E'(,);
③如图3:∵D(2,﹣1),
∴P'D=2,
∴P'(0,﹣2),
过点E'作E'K⊥P'D,
设E'(x,y),
在Rt△P'E'D中,tan∠E'P'D===
∴x=2+2y,
∵S△P'E'D=××=×2×KE',
∴KE'=,
∴y=﹣,
∴x=,
∴E'(,﹣);
综上所述:E(,﹣)或E(,)或E(,﹣);
11.解:(1)直线DC与⊙O相切.
理由如下:连接OM,
∴OM=OB,
∴∠OMB=∠OBM.
∵DO∥MB,
∴∠AOD=∠OBM,∠MOD=∠OMB,
∴∠AOD=∠MOD,且OA=OM,OD=OD,
∴△AOD≌△MOD(SAS),
∴∠OMD=∠OAD.
∵DA⊥OA,
∴∠OAD=90°,
∴∠OMD=90°,即OM⊥CD,
∴直线DC与⊙O相切.
(2)设MC=x.
∵∠OMC=∠DAC=90°,∠OCM=∠DCA,
∴△OMC∽△DAC,
∴=.
∵OM=OA=2,DA=4,AC=OA+OC=2+OC,
∴=,
∴OC=2x﹣2.
在Rt△OMC中,
∵OM2+MC2=OC2,
∴22+x2=(2x﹣2)2,
解得x1=,x2=0(舍去),
∴OC=2×﹣2=,
∴C(,0).
设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,且过点O(0,0)
∴c=0
∴抛物线的解析式为y=ax2+bx,将(﹣2,4),(,0)代入,
得
解得:.
∴y=x2﹣x.
(3)如图,
若OCDP'是平行四边形,
∴P'D∥OC,P'D=OC=,且点D(﹣2,4)
∴点P'(﹣,4),
若OCPD是平行四边形,
∴PD∥OC,PD=OC=,且点D(﹣2,4)
∴点P(,4),
若OP''CD是平行四边形,
∴OC与DP''互相平分,
∴点P''(,﹣4)
综上所述:点P(﹣,4)或(,4)或(,﹣4).
12.解:(1)把A(4,1)和(0,﹣1)代入得,
b=0,c=﹣1;
(2),设M(0,n).过点C作CD⊥l,过点A作AE⊥l.
则△CMD∽△AME,
∴∴,
解得:n=4,
∴M(0,4);
(3)设点P(m,n),n=m2﹣1,则m2=8n+8…①,
点E(a,0),则点F(2m﹣a,0);
S=×EF×n=2,
解得:a=m﹣…②;
PM=PE,
即m2+(n﹣4)2=(m﹣a)2+n2,
化简得:a(a﹣2m)=16﹣8n,将②代入上式得:
﹣(m+)(m﹣)=16﹣8n,
即m2﹣=8n﹣16,将①代入上式并解得:
=24,解得:n=±1,
则m=4或﹣4或0,
故:P(4,1)或(﹣4,1)或(0,﹣1).
13.解:(1)∵抛物线y=a(x﹣3)2+过点C(0,4),
∴4=9a+,
解得:a=﹣,
∴抛物线的解析式为y=﹣(x﹣3)2+,
令y=0,则﹣(x﹣3)2+=0,解得:x=8或x=﹣2,
∴A(﹣2,0),B(8,0);
∴AB=10,
∴AD=5,
∴OD=3
∵C(0,4),
∴CD===5,
∴CD=AD,
∴点C在圆上;
(2)如图,连接CM、CD、MD,
由抛物线y=a(x﹣3)2+,可知:M(3,),
∵C(0,4),CD=AD=5,A(﹣2,0),
∴D(3,0).
∴MC2=(3﹣0)2+(﹣4)2=,MD2=.
∴CD2+MC2=MD2=.
∴MC⊥CD.
又∵CD是半径,
∴直线CM与⊙D相切;
(3)不存在,理由如下:
如图,过点C作CE∥AB,交抛物线于E,
∵C(0,4),
把y=4代入y=﹣(x﹣3)2+得:4=﹣(x﹣3)2+,
解得:x=0,或x=6,
∴CE=6,
∴AD≠CE,
∴四边形ADEC不是平行四边形.
14.解:(1)设抛物线为y=a(x﹣11)2﹣,
∵抛物线经过点A(0,8),
∴8=a(0﹣11)2﹣,
解得a=,
∴抛物线为y==;
(2)设⊙C与BD相切于点E,连接CE,则∠BEC=∠AOB=90°.
∵y==0时,x1=16,x2=6.
∴A(0,8)、B(6,0)、C(16,0),
∴OA=8,OB=6,OC=16,BC=10;
∴AB===10,
∴AB=BC.
∵AB⊥BD,
∴∠ABC=∠EBC+90°=∠OAB+90°,
∴∠EBC=∠OAB,
∴,
∴△OAB≌△EBC(AAS),
∴OB=EC=6.
设抛物线对称轴交x轴于F.
∵x=11,
∴F(11,0),
∴CF=16﹣11=5<6,
∴对称轴l与⊙C相交;
(3)由点A、C的坐标得:直线AC的表达式为:y=﹣x+8,
①当∠ACP=90°时,
则直线CP的表达式为:y=2x﹣32,
联立直线和抛物线方程得,
解得:x=30或16(舍去),
故点P(30,28);
当∠CAP=90°时,
同理可得:点P(46,100),
综上,点P(30,28)或(46,100);
15.解:(1)当k=1时,抛物线解析式为y=x2﹣1,直线解析式为y=x+1.
联立两个解析式,得:x2﹣1=x+1,
解得:x=﹣1或x=2,
当x=﹣1时,y=x+1=0;当x=2时,y=x+1=3,
∴A(﹣1,0),B(2,3).
(2)设P(x,x2﹣1).
如答图2所示,过点P作PF∥y轴,交直线AB于点F,则F(x,x+1).
∴PF=yF﹣yP=(x+1)﹣(x2﹣1)=﹣x2+x+2.
S△ABP=S△PFA+S△PFB=PF(xF﹣xA)+PF(xB﹣xF)=PF(xB﹣xA)=PF
∴S△ABP=(﹣x2+x+2)=﹣(x﹣)2+
当x=时,yP=x2﹣1=﹣.
∴△ABP面积最大值为,此时点P坐标为(,﹣).
(3)设直线AB:y=kx+1与x轴、y轴分别交于点E、F,
则E(﹣,0),F(0,1),OE=,OF=1.
在Rt△EOF中,由勾股定理得:EF==.
令y=x2+(k﹣1)x﹣k=0,即(x+k)(x﹣1)=0,解得:x=﹣k或x=1.
∴C(﹣k,0),OC=k.
Ⅰ、设直线y=kx+1与以O、C为直径的圆相切的切点为Q,如答图3所示,
则以OC为直径的圆与直线AB相切于点Q,根据圆周角定理,此时∠OQC=90°.
设点N为OC中点,连接NQ,则NQ⊥EF,NQ=CN=ON=.
∴EN=OE﹣ON=﹣.
∵∠NEQ=∠FEO,∠EQN=∠EOF=90°,
∴△EQN∽△EOF,
∴=,即:=,
解得:k=±,
∵k>0,
∴k=.
∴存在实数k使得直线y=kx+1与以OC为直径的圆相切,此时k=.
Ⅱ、若直线AB过点C时,此时直线与以OC为直径的圆要相切,必有AB⊥x轴,
而直线AB的解析式为y=kx+1,
∴不可能相切,
综上所述,k=时,使得直线y=kx+1与以OC为直径的圆相切.
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