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专题22 圆位置关系在二次函数中的综合问题-2021-2022学年九年级数学上册难点突破(人教版)
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专题22 圆位置关系在二次函数中的综合问题
1、如图,已知抛物线与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,直线BD交抛物线于点D,并且,.
(1)求抛物线的解析式;
(2)已知点M为抛物线上一动点,且在第三象限,顺次连接点B、M、C,求面积的最大值;
(3)在(2)中面积最大的条件下,过点M作直线平行于y轴,在这条直线上是否存在一个以Q点为圆心,OQ为半径且与直线AC相切的圆?若存在,求出圆心Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)4;(3)存在,Q的坐标为或
【解析】
解:将、的坐标代入抛物线表达式得:,解得:,
则抛物线的解析式为:;
过点M作y轴的平行线,交直线BC于点K,
将点B、C的坐标代入一次函数表达式:得:,解得:,
则直线BC的表达式为:,
设点M的坐标为,则点,
,
,有最大值,
当时,
最大值为4,
点M的坐标为;
如图所示,存在一个以Q点为圆心,OQ为半径且与直线AC相切的圆,切点为N,
过点M作直线平行于y轴,交直线AC于点H,
点M坐标为,设:点Q坐标为,
点A、C的坐标为、,,
轴,
,
,则,
将点A、C的坐标代入一次函数表达式:得:,
则直线AC的表达式为:,
则点,
在中,,,
,
解得:或,
即点Q的坐标为或.
2、如图1,对于平面内的点P和两条曲线L1、L2给出如下定义:若从点P任意引出一条射线分别与L1、L2交于Q1、Q2,总有PQ1PQ2是定值,我们称曲线L1与L2“曲似”,定值PQ1PQ2为“曲似比”,点P为“曲心”.
例如:如图2,以点O'为圆心,半径分别为r1、r2(都是常数)的两个同心圆C1、C2,从点O'任意引出一条射线分别与两圆交于点M、N,因为总有O'MO'N=r1r是定值,所以同心圆C1与C2曲似,曲似比为r1r2,“曲心”为O'.
(1)在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx与抛物线y=x2、y=12x2分别交于点A、B,如图3所示,试判断两抛物线是否曲似,并说明理由;
(2)在(1)的条件下,以O为圆心,OA为半径作圆,过点B作x轴的垂线,垂足为C,是否存在k值,使⊙O与直线BC相切?若存在,求出k的值;若不存在,说明理由;
(3)在(1)、(2)的条件下,若将“y=12x2”改为“y=1mx2”,其他条件不变,当存在⊙O与直线BC相切时,直接写出m的取值范围及k与m之间的关系式.
【答案】(1)两抛物线曲似,理由详见解析;(2)存在k值,使⊙O与直线BC相切,k=±3;(3)m>1,k2=m2-1.
【解析】
(1)是,
过点A、B作x轴的垂线,垂足分别为D、C,
依题意可得A(k,k2)、B(2k,2k2),
因此D(k,0)、C(2k,0),
∵AD⊥x轴、BC⊥x轴,
∴AD//BC,
∴OAOB=ODOC=k2k=12,
∴两抛物线曲似,曲似比为12;
(2)假设存在k值,使⊙O与直线BC相切,
则OA=OC=2k,
又∵OD=k、AD=k2,并且OD2+AD2=OA2,
∴k2+(k2)2=(2k)2,
解得:k=3(负值舍去),
由对称性可取k=-3,
综上,k=±3;
(3)根据题意得A(k,k2)、B(mk,mk2),
因此D(k,0)、C(mk,0),
∵⊙O与直线BC相切,
∴OA=OC=mk,
由OA>OD可得mk>k,
则m>1,
由OD=k、AD=k2,并且OD2+AD2=OA2,
∴k2+(k2)2=(mk)2,[来源:Z#xx#k.Com]
整理,得:k2=m2-1.
3、已知二次函数图象的顶点在原点,对称轴为轴.一次函数的图象与二次函数的图象交于两点(在的左侧),且点坐标为.平行于轴的直线过点.
(1)求一次函数与二次函数的解析式;
(2)判断以线段AB为直径的圆与直线的位置关系,并给出证明;
(3)把二次函数的图象向右平移 2 个单位,再向下平移 t 个单位(t>0),二次函数的图象与x 轴交于 M,N 两点,一次函数图象交y 轴于 F 点.当 t 为何值时,过 F,M,N 三点的圆的面积最小?最小面积是多少?
【答案】(1)一次函数的解析式为;二次函数解析式为.
(2)相切,证明见解析
(3)当时,过三点的圆面积最小,最小面积为.
【解析】
把代入得
一次函数的解析式为
二次函数图象的顶点在原点,对称轴为轴,
二次函数的解析式为,将代入解析式得
二次函数的解析式为
由解得或,,取的中点,
过作直线的垂线,垂足为,则
,而直径
,即圓心到直线的距离等于半径,
以为直径的圆与直线相切.
平移后二次函数的解析式为,
令得
过三点的國的圆心一定在平移后抛物线的对称轴.上,要使圓面积最小,圆半径应等于点到直线2的距离,点坐标为.
此时,半径为,面积为
设圆心为的中点为,连接,则,
在三角形中,
,而
当时,过三点的圓面积最小,最小面积为.
4、如图1,二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a<0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴的正半轴交于点C,顶点为D.
(1)求顶点D的坐标(用含a的代数式表示);
(2)若以AD为直径的圆经过点C.
①求抛物线的函数关系式;
②如图2,点E是y轴负半轴上一点,连接BE,将△OBE绕平面内某一点旋转180°,得到△PMN(点P、M、N分别和点O、B、E对应),并且点M、N都在抛物线上,作MF⊥x轴于点F,若线段MF:BF=1:2,求点M、N的坐标;
③点Q在抛物线的对称轴上,以Q为圆心的圆过A、B两点,并且和直线CD相切,如图3,求点Q的坐标.
【答案】(1)(1,﹣4a);(2)①y=﹣x2+2x+3;②M(,)、N(,);③点Q的坐标为(1,﹣4+2)或(1,﹣4﹣2).
【思路引导】
(1)将二次函数的解析式进行配方即可得到顶点D的坐标.
(2)①以AD为直径的圆经过点C,即点C在以AD为直径的圆的圆周上,依据圆周角定理不难得出△ACD是个直角三角形,且∠ACD=90°,A点坐标可得,而C、D的坐标可由a表达出来,在得出AC、CD、AD的长度表达式后,依据勾股定理列等式即可求出a的值.
②将△OBE绕平面内某一点旋转180°得到△PMN,说明了PM正好和x轴平行,且PM=OB=1,所以求M、N的坐标关键是求出点M的坐标;首先根据①的函数解析式设出M点的坐标,然后根据题干条件:BF=2MF作为等量关系进行解答即可.
③设⊙Q与直线CD的切点为G,连接QG,由C、D两点的坐标不难判断出∠CDQ=45°,那么△QGD为等腰直角三角形,即QD ²=2QG ²=2QB ²,设出点Q的坐标,然后用Q点纵坐标表达出QD、QB的长,根据上面的等式列方程即可求出点Q的坐标.
【解析】
(1)∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣1)2﹣4a,
∴D(1,﹣4a).
(2)①∵以AD为直径的圆经过点C,
∴△ACD为直角三角形,且∠ACD=90°;
由y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣3)(x+1)知,A(3,0)、B(﹣1,0)、C(0,﹣3a),则:
AC2=9a2+9、CD2=a2+1、AD2=16a2+4
由勾股定理得:AC2+CD2=AD2,即:9a2+9+a2+1=16a2+4,
化简,得:a2=1,由a<0,得:a=﹣1,
②∵a=﹣1,
∴抛物线的解析式:y=﹣x2+2x+3,D(1,4).
∵将△OBE绕平面内某一点旋转180°得到△PMN,
∴PM∥x轴,且PM=OB=1;
设M(x,﹣x2+2x+3),则OF=x,MF=﹣x2+2x+3,BF=OF+OB=x+1;
∵BF=2MF,
∴x+1=2(﹣x2+2x+3),化简,得:2x2﹣3x﹣5=0
解得:x1=﹣1(舍去)、x2=.
∴M(,)、N(,).
③设⊙Q与直线CD的切点为G,连接QG,过C作CH⊥QD于H,如下图:
∵C(0,3)、D(1,4),[来源:学科网ZXXK]
∴CH=DH=1,即△CHD是等腰直角三角形,
∴△QGD也是等腰直角三角形,即:QD2=2QG2;
设Q(1,b),则QD=4﹣b,QG2=QB2=b2+4;
得:(4﹣b)2=2(b2+4),
化简,得:b2+8b﹣8=0,解得:b=﹣4±2;
即点Q的坐标为(1,)或(1,).
【方法总结】
此题主要考查了二次函数解析式的确定、旋转图形的性质、圆周角定理以及直线和圆的位置关系等重要知识点;后两个小题较难,最后一题中,通过构建等腰直角三角形找出QD和⊙Q半径间的数量关系是解题题目的关键.
5、抛物线y=﹣x2+x﹣1与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,其顶点为D.将抛物线位于直线l:y=t(t<)上方的部分沿直线l向下翻折,抛物线剩余部分与翻折后所得图形组成一个“M”形的新图象.
(1)点A,B,D的坐标分别为 , , ;
(2)如图①,抛物线翻折后,点D落在点E处.当点E在△ABC内(含边界)时,求t的取值范围;
(3)如图②,当t=0时,若Q是“M”形新图象上一动点,是否存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)A(,0);B(3,0);D(,);(2)≤t≤;(3)存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,点P的坐标为(,0)、(,0)、(1,0)或(,0).
【解析】
解:(1)当y=0时,﹣x2+x﹣1=0,
解得x1=,x2=3,
∴点A的坐标为(,0),点B的坐标为(3,0),
∵y=﹣x2+x﹣1=﹣(x-)2+,
∴点D的坐标为(,);
(2)∵点E、点D关于直线y=t对称,
∴点E的坐标为(,2t﹣).
当x=0时,y=﹣x2+x﹣1=﹣1,
∴点C的坐标为(0,﹣1).
设线段BC所在直线的解析式为y=kx+b,
将B(3,0)、C(0,﹣1)代入y=kx+b,
,解得:,
∴线段BC所在直线的解析式为y=x﹣1.
∵点E在△ABC内(含边界),
∴,
解得:≤t≤.
(3)当x<或x>3时,y=﹣x2+x﹣1;
当≤x≤3时,y=﹣x2+x﹣1.
假设存在,设点P的坐标为(m,0),则点Q的横坐标为m.
①当m<或m>3时,点Q的坐标为(m,﹣x2+x﹣1)(如图1),
∵以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,
∴CP⊥PQ,
∴CQ2=CP2+PQ2,
即m2+(﹣m2+m)2=m2+1+m2+(﹣m2+m﹣1)2,
整理,得:m1=,m2=,
∴点P的坐标为(,0)或(,0);
②当≤m≤3时,点Q的坐标为(m,x2-x +1)(如图2),
∵以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,
∴CP⊥PQ,
∴CQ2=CP2+PQ2,即m2+(m2﹣m+2)2=m2+1+m2+(m2﹣m+1)2,
整理,得:11m2﹣28m+12=0,
解得:m3=,m4=2,
∴点P的坐标为(,0)或(1,0).
综上所述:存在以CQ为直径的圆与x轴相切于点P,点P的坐标为(,0)、(,0)、(1,0)或(,0).
6、如图1,抛物线y=ax2+bx+c的顶点(0,5),且过点(﹣3,),先求抛物线的解析式,再解决下列问题:
(应用)问题1,如图2,线段AB=d(定值),将其弯折成互相垂直的两段AC、CB后,设A、B两点的距离为x,由A、B、C三点组成图形面积为S,且S与x的函数关系如图所示(抛物线y=ax2+bx+c上MN之间的部分,M在x轴上):
(1)填空:线段AB的长度d= ;弯折后A、B两点的距离x的取值范围是 ;若S=3,则是否存在点C,将AB分成两段(填“能”或“不能”) ;若面积S=1.5时,点C将线段AB分成两段的长分别是 ;
(2)填空:在如图1中,以原点O为圆心,A、B两点的距离x为半径的⊙O;画出点C分AB所得两段AC与CB的函数图象(线段);设圆心O到该函数图象的距离为h,则h= ,该函数图象与⊙O的位置关系是 .
(提升)问题2,一个直角三角形斜边长为c(定值),设其面积为S,周长为x,证明S是x的二次函数,求该函数关系式,并求x的取值范围和相应S的取值范围.
【答案】抛物线的解析式为:y=﹣x2+5;(1)20<x<2,不能,+和﹣;(2),相离或相切或相交;(3)相应S的取值范围为S>c2.
【解析】
解:∵抛物线y=ax2+bx+c的顶点(0,5),
∴y=ax2+5,
将点(﹣3,)代入,
得=a×(﹣3)2+5,
∴a= ,
∴抛物线的解析式为:y= ;
(1)∵S与x的函数关系如图所示(抛物线y=ax2+bx+c上MN之间的部分,M在x轴上),
在y=,当y=0时,x1=2,x2=﹣2,
∴M(2,0),
即当x=2时,S=0,
∴d的值为2;
∴弯折后A、B两点的距离x的取值范围是0<x<2;
当S=3 时,设AC=a,则BC=2﹣a,[来源:学科网]
∴a(2﹣a)=3,
整理,得a2﹣2a+6=0,
∵△=b2﹣4ac=﹣4<0,
∴方程无实数根;
当S=1.5时,设AC=a,则BC=2﹣a,
∴a(2﹣a)=1.5,
整理,得a2﹣2a+3=0,
解得,
∴当a=时,2﹣a=,
当a=时,2﹣a=,
∴若面积S=1.5时,点C将线段AB分成两段的长分别是和;
故答案为:2,0<x<2,不能,和;
(2)设AC=y,CB=x,
则y=﹣x+2,如图1所示的线段PM,
则P(0,2),M(2,0),
∴△OPM为等腰直角三角形,
∴PM=OP=2,
过点O作OH⊥PM于点H,
则OH=PM=,
∴当0<x<时,AC与CB的函数图象(线段PM)与⊙O相离;
当x=时,AC与CB的函数图象(线段PM)与⊙O相切;
当<x<2时,AC与CB的函数图象(线段PM)与⊙O相交;
故答案为:,相离或相切或相交;
(3)设直角三角形的两直角边长分别为a,b,
则 ,
∵(a+b)2=a2+b2+2ab,
∴(x﹣c)2=c2+2ab,
∴,
即S=,
∴x的取值范围为:x>c,
则相应S的取值范围为S>.
7、如图,在平面角坐标系中,抛物线C1:y=ax2+bx﹣1经过点A(﹣2,1)和点B(﹣1,﹣1),抛物线C2:y=2x2+x+1,动直线x=t与抛物线C1交于点N,与抛物线C2交于点M.
(1)求抛物线C1的表达式;
(2)直接用含t的代数式表示线段MN的长;
(3)当△AMN是以MN为直角边的等腰直角三角形时,求t的值;
(4)在(3)的条件下,设抛物线C1与y轴交于点P,点M在y轴右侧的抛物线C2上,连接AM交y轴于点k,连接KN,在平面内有一点Q,连接KQ和QN,当KQ=1且∠KNQ=∠BNP时,请直接写出点Q的坐标.
【答案】(1)抛物线C1:解析式为y=x2+x﹣1;(2)MN=t2+2;(3)t的值为1或0;(4)满足条件的Q点坐标为:(0,2)、(﹣1,3)、(35,195)、(45,125)
【解析】(1)∵抛物线C1:y=ax2+bx﹣1经过点A(﹣2,1)和点B(﹣1,﹣1),
∴1=4a-2b-1-1=a-b-1,解得:a=1b=1,
∴抛物线C1:解析式为y=x2+x﹣1;
(2)∵动直线x=t与抛物线C1交于点N,与抛物线C2交于点M,
∴点N的纵坐标为t2+t﹣1,点M的纵坐标为2t2+t+1,
∴MN=(2t2+t+1)﹣(t2+t﹣1)=t2+2;
(3)共分两种情况
①当∠ANM=90°,AN=MN时,由已知N(t,t2+t﹣1),A(﹣2,1),
∴AN=t﹣(﹣2)=t+2,
∵MN=t2+2,
∴t2+2=t+2,
∴t1=0(舍去),t2=1,
∴t=1;
②当∠AMN=90°,AN=MN时,由已知M(t,2t2+t+1),A(﹣2,1),
∴AM=t﹣(﹣2)=t+2,
∵MN=t2+2,
∴t2+2=t+2,
∴t1=0,t2=1(舍去),
∴t=0,
故t的值为1或0;
(4)由(3)可知t=1时M位于y轴右侧,根据题意画出示意图如图:
易得K(0,3),B、O、N三点共线,
∵A(﹣2,1),N(1,1),P(0,﹣1),
∴点K、P关于直线AN对称,
设⊙K与y轴下方交点为Q2,则其坐标为(0,2),
∴Q2与点O关于直线AN对称,
∴Q2是满足条件∠KNQ=∠BNP,
则NQ2延长线与⊙K交点Q1,Q1、Q2关于KN的对称点Q3、Q4也满足∠KNQ=∠BNP,
由图形易得Q1(﹣1,3),
设点Q3坐标为(a,b),由对称性可知Q3N=NQ1=BN=22,
由∵⊙K半径为1,
∴a-12+b-12=222a2+b-32=12,解得:a1=35b1=195,a2=-1b2=3,[来源:学科网]
同理,设点Q4坐标为(a,b),由对称性可知Q4N=NQ2=NO=2,
∴a-12+b-12=22a2+b-32=12,解得:a3=45b3=125,a4=0b4=2,
∴满足条件的Q点坐标为:(0,2)、(﹣1,3)、(35,195)、(45,125).
8、如图,直线与抛物线交于、两点(在的左侧),与轴交于点,抛物线的顶点为,抛物线的对称轴与直线交于点.
(1)当四边形是菱形时,求点的坐标;
(2)若点为直线上一动点,求的面积;
(3)作点关于直线的对称点,以点为圆心,为半径作,点是上一动点,求的最小值.
【答案】(1);(2)3;(3)
【解析】
(1) ,, 菱形
(2)①与抛物线交于两点,
∴联立,,
解得,
∵点在点的左侧
,
∴直线的解析式为,直线的解析式为
,两直线之间距离
(3) ,
,
由点坐标,点坐标可知以为半径的圆的半径为
取的中点,连接,
则,
,,
,
,
由三角形三边关系,当三点共线时最小,
∵直线的解析式为,
∴直线与对称轴夹角为45°,
∵点关于对称轴对称,
,
由勾股定理得,最小值
故答案为:.
9、如图,已知以E(3,0)为圆心,5为半径的☉E与x轴交于A,B两点,与y轴交于C点,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A,B,C三点,顶点为F.
(1)求A,B,C三点的坐标;
(2)求抛物线的解析式及顶点F的坐标;
(3)已知M为抛物线上的一动点(不与C点重合),试探究:①若以A,B,M为顶点的三角形面积与△ABC的面积相等,求所有符合条件的点M的坐标;
②若探究①中的M点位于第四象限,连接M点与抛物线顶点F,试判断直线MF与☉E的位置关系,并说明理由.
【答案】(1)A(-2,0),B(8,0),C(0,-4);(2)抛物线的解析式为y=14x2-32x-4,F3,-254;(3)①所点M的坐标为(6,-4),(41+3,4),(-41+3,4);②若M点位于第四象限,则M点即为M1点,此时直线MF和☉E相切,理由见解析.
【解析】
(1)由题图可得点A的横坐标为3-5=-2,点B的横坐标为3+5=8,
连接CE,则CE=5,又OE=3,
∴OC=CE2-OE2=4,
∴A(-2,0),B(8,0),C(0,-4).
(2)把(-2,0),(8,0),(0,-4)代入y=ax2+bx+c,得.
4a-2b+c=0,64a+8b+c=0,c=-4,解得a=14,b=-32,c=-4.
∴抛物线的解析式为y=14x2-32x-4.
∵EF∥y轴,∴点F的横坐标为3.
把x=3代入y=14x2-32x-4,得y=- 254,
∴F3,-254.
(3)①如图所示,连接AC,BM1,BC,
易知S△ABM1=S△ABC,△ABM1与△ABC同底等高,
点C与点M1关于直线x=3对称,
M1(6,-4).
把y=4代入y=14x2-32x-4,得14x2-32x-4=4,
解得x1=41+3,x2=-41+3,
∴M2(41+3,4),M3(-41+3,4).
∴所有符合条件的点M的坐标为(6,-4),(41+3,4),(-41+3,4).
②若M点位于第四象限,则M点即为M1点,此时直线MF和☉E相切.
理由如下:M1(6,-4),圆心E(3,0),点F3,-254,
连接M1E.
利用勾股定理得M1E=5,M1F=154,又EF=254,
∴M1E2+M1F2=EF2,即∠FM1E=90°,
∴M1E⊥M1F.
∵M1E是☉E的半径,
∴直线M1F和☉E相切,
即当M点位于第四象限时,直线MF与☉E相切.
10、若抛物线L:y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,abc≠0)与直线l都经过y轴上的同一点,且抛物线L的顶点在直线l上,则称次抛物线L与直线l具有“一带一路”关系,并且将直线l叫做抛物线L的“路线”,抛物线L叫做直线l的“带线”.
(1)若“路线”l的表达式为y=2x﹣4,它的“带线”L的顶点的横坐标为﹣1,求“带线”L的表达式;
(2)如果抛物线y=mx2﹣2mx+m﹣1与直线y=nx+1具有“一带一路”关系,求m,n的值;
(3)设(2)中的“带线”L与它的“路线”l在y轴上的交点为A.已知点P为“带线”L上的点,当以点P为圆心的圆与“路线”l相切于点A时,求出点P的坐标.
【答案】(1)“带线”L的表达式为y=2x2+4x﹣4;(2)m=2,n=﹣2;(3)点P的坐标为(,).
【解析】
((1)∵“带线”L的顶点横坐标是﹣1,且它的“路线”l的表达式为y=2x﹣4
∴y=2×(﹣1)﹣4=﹣6,
∴“带线”L的顶点坐标为(﹣1,﹣6).
设L的表达式为y=a(x+1)2﹣6,
∵“路线”y=2x﹣4与y轴的交点坐标为(0,﹣4)
∴“带线”L也经过点(0,﹣4),将(0,﹣4)代入L的表达式,解得a=2
∴“带线”L的表达式为 y=2(x+1)2﹣6=2x2+4x﹣4;
(2)∵直线y=nx+1与y轴的交点坐标为(0,1),
∴抛物线y=mx2﹣2mx+m﹣1与y轴的交点坐标也为(0,1),解得m=2,
∴抛物线表达式为y=2x2﹣4x+1,其顶点坐标为(1,﹣1)
∴直线y=nx+1经过点(1,﹣1),解得n=﹣2;
(3)如图,设“带线L”的顶点为B,则点B坐标为(1,﹣1),过点B作BC⊥y轴于点C,
∴∠BCA=90°,
又∵点A 坐标为(0,1),
∴AO=1,BC=1,AC=2.
∵“路线”l是经过点A、B的直线
且⊙P与“路线”l相切于点A,连接PA交 x轴于点D,
∴PA⊥AB,
∴∠DAB=∠AOD=90°,
∴∠ADO+∠DAO=90°,
又∵∠DAO+∠BAC=90°,
∴∠ADO=∠BAC,
∴Rt△AOD≌Rt△BCA,
∴OD=AC=2,
∴D点坐标为(﹣2,0)
∴经过点D、A的直线表达式为y=x+1,
∵点P为直线y=x+1与抛物线L:y=2x2﹣4x+1的交点,
解方程组: 得 :(即点A舍去), ,
∴点P的坐标为.
11、如图①已知抛物线y=ax2﹣3ax﹣4a(a<0)的图象与x轴交于A、B两点(A在B的左侧),与y的正半轴交于点C,连结BC,二次函数的对称轴与x轴的交点为E.
(1)抛物线的对称轴与x轴的交点E坐标为_____,点A的坐标为_____;
(2)若以E为圆心的圆与y轴和直线BC都相切,试求出抛物线的解析式;
(3)在(2)的条件下,如图②Q(m,0)是x的正半轴上一点,过点Q作y轴的平行线,与直线BC交于点M,与抛物线交于点N,连结CN,将△CMN沿CN翻折,M的对应点为M′.在图②中探究:是否存在点Q,使得M′恰好落在y轴上?若存在,请求出Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)(1.5,0) (-1,0)(2);(3)存在,.
【解析】
解:(1)∵对称轴x=,[来源:Zxxk.Com]
∴点E坐标(,0),
令y=0,则有ax2﹣3ax﹣4a=0,
∴x=﹣1或4,
∴点A坐标(﹣1,0).
故答案分别为(,0),(﹣1,0).
(2)如图①中,设⊙E与直线BC相切于点D,连接DE,则DE⊥BC,
∵DE=OE=,EB=,OC=﹣4a,
∴DB=,
∵tan∠OBC=,
∴,解得a=,
∴抛物线解析式为y=.
(3)如图②中,由题意∠M′CN=∠NCB,
∵MN∥OM′,
∴∠M′CN=∠CNM,
∴MN=CM,
∵点B的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,3),
∴ 直线BC解析式为y=﹣x+3,BC=5,
∴M(m,﹣m+3),N(m,﹣m2+m+3),作MF⊥OC于F,
∵sin∠BCO=,
∴,
∴CM=m,
①当N在直线BC上方时,﹣m2+m+3﹣(﹣m+3)=m,
解得:m=或0(舍弃),
∴Q1(,0).
②当N在直线BC下方时,(﹣m+3)﹣(﹣m2+m+3)=m,
解得m=或0(舍弃),
∴Q2(,0),
综上所述:点Q坐标为(,0)或(,0).
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