中考数学二轮压轴培优专题 二次函数与与线段数量关系最值定值问题(2份打包,教师版+原卷版)
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(1)若C(0,3),求抛物线的解析式.
(2)在(1)的条件下,P(﹣2,m)为该抛物线上一点,Q是x轴上一点求PQ+eq \f(3,5)BQ的最小值,并求此时点Q的坐标.
(3)如图2.过点A作BC的平行线,交y轴与点D,交抛物线于另一点E.若DE=7AD,求c的值.
【答案解析】解:(1)把B(4,0),C(0,3)代入y=﹣eq \f(3,4)x2+bx+c,
得,解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣eq \f(3,4)x2+eq \f(9,4)x+3.
(2)∵P(﹣2,m)为该抛物线y=﹣eq \f(3,4)x2+eq \f(9,4)x+3上一点,
∴m=﹣eq \f(3,4)×(﹣2)2+eq \f(9,4)×(﹣2)+3=﹣eq \f(9,2),∴P(﹣2,﹣eq \f(9,2)),
如图1,过点Q作QH⊥BC于点H,作PH′⊥BC于点H′,PH′交x轴于点Q′,交y轴于点G,连接PQ,则∠BHQ=∠BOC=90°,
∵B(4,0),C(0,3),
∴OB=4,OC=3,
∴BC=5,
∵∠QBH=∠CBO,
∴△BQH∽△BCO,
∴==,
∴QH=eq \f(3,5)BQ,
∴PQ+eq \f(3,5)BQ=PQ+QH,
当P、Q、H在同一条直线上,且PH⊥BC时,PQ+QH最小,即PQ+eq \f(3,5)BQ=PH′为最小值,
过点P作PK⊥y轴于点K,
则∠PKG=∠CH′G=90°,PK=2,CK=3﹣(﹣eq \f(9,2))=eq \f(15,2),
∵∠PGK=∠CGH′,
∴△PGK∽△CGH′,
∴∠GPK=∠GCH′,
∴tan∠GPK=tan∠GCH′=tan∠BCO==,∴=,
∴GK=eq \f(4,3)×2=eq \f(8,3),∴G(0,﹣eq \f(11,6)),
设直线PG的解析式为y=kx+d,
则,解得:,
∴直线PG的解析式为y=eq \f(4,3)x﹣eq \f(11,6),令y=0,得eq \f(4,3)x﹣eq \f(11,6)=0,
解得:x=,∴Q(,0),
∵cs∠GPK=cs∠BCO=eq \f(3,5),
∴=cs∠GPK=,
∴PG=eq \f(5,3)PK=eq \f(10,3),
∵CG=3﹣(﹣eq \f(11,6))=,sin∠GCH′=sin∠BCO==,
∴GH′=CGsin∠GCH′=×=,
∴PH′=PG+GH′=+=,
故的最小值为,此时Q(,0),
(3)把B(4,0)代入y=﹣eq \f(3,4)x2+bx+c,得0=﹣eq \f(3,4)×42+4b+c,
∴b=3﹣eq \f(1,4)c,∴y=﹣eq \f(3,4)x2+(3﹣eq \f(1,4)c)x+c,
令y=0,得﹣eq \f(3,4)x2+(3﹣eq \f(1,4)c)x+c=0,解得:x1=4,x2=﹣eq \f(1,3)c,
∴A(﹣eq \f(1,3)c,0),∴OA=eq \f(1,3)c,
∵C(0,c),∴OC=c,
设E(t,﹣eq \f(3,4)t2+bt+c),过点E作EF⊥x轴于点F,如图2,
则EF=﹣[﹣eq \f(3,4)t2+(3﹣eq \f(1,4)c)t+c]=eq \f(3,4)t2+(eq \f(1,4)c﹣3)t﹣c,AF=t﹣(﹣eq \f(1,3)c)=t+eq \f(1,3)c,
∵AE∥BC,
∴∠EAF=∠CBO,
∵∠AOD=∠BOC=90°,
∴△ADO∽△BCO,
∴=,即=,
∴OD=eq \f(1,12)c2,
∵EF∥OD,
∴△ADO∽△AEF,
∴==,
∵DE=7AD,
∴===,
∴==,
∴AF=8OA,EF=8OD,
∴,解得: (舍去)或,
故c的值为2.
如图,在平面直角坐标系中,已知直线y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点B,抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B.
(1)求抛物线的表达式;
(2)P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点M、N.
①当MN=eq \f(1,2)AB时,求点P的坐标;
②联结OP交AB于点C,当点C是MN的中点时,求的值.
【答案解析】解:(1)∵直线y=2x+8与x轴交于点A、与y轴交于点B,
∴令x=0,则y=8,
令y=0,则x=﹣4,
∴B(0,8),A(﹣4,0),
∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A、B,
∴,∴,
∴抛物线的表达式为:y=﹣x2﹣2x+8;
(2)①∵P是抛物线上一点,且位于直线AB上方,过点P作PM∥y轴、PN∥x轴,分别交直线AB于点M、N,
∴PM⊥PN,∠PNM=∠BAO,
∴∠MPN=∠AOB=90°,
∴△PMN∽△OBA,
∴,
设点M的横坐标为m(﹣4<m<0),
则M(m,2m+8),P(m,﹣m2﹣2m+8),
∴PM=﹣m2﹣2m+8﹣(2m+8)=﹣m2﹣4m,
∵B(0,8),A(﹣4,0),
∴OA=4,OB=8,
∵MN=eq \f(1,2)AB,
∴,∴=,解得m1=m2=﹣2,
∴P(﹣2,8);
②如图,连接OP交AB于点C,
∵PN∥x轴,P(m,﹣m2﹣2m+8),
∴点N的纵坐标为﹣m2﹣2m+8,
令y=﹣m2﹣2m+8,则2x+8=﹣m2﹣2m+8,
解得:x=﹣eq \f(1,2)m2﹣m,N(﹣eq \f(1,2)m2﹣m,﹣m2﹣2m+8),
∵点C是MN的中点,M(m,2m+8),
∴C(﹣eq \f(1,4)m2,﹣eq \f(1,2)m2+8),
由①知:∠MPN=90°,
又点C是MN的中点,
∴PC=CM=CN,
∴∠CPN=∠CNP,∠CPM=∠CMP,
∵PM∥y轴、PN∥x轴,
∴∠BOC=∠CPM,∠OBC=∠CMP,∠OAC=∠CNP,∠AOC=∠CPN,
∴∠BOC=∠OBC,∠OAC=∠AOC,
∴AC=OC,BC=OC,
∴AC=BC,
∴点C是AB的中点,
∴C(﹣2,4),
∴﹣eq \f(1,4)m2=﹣2,解得:m=±2eq \r(2),
∵﹣4<m<0,
∴m=﹣2eq \r(2),
∴PM=﹣m2﹣4m=﹣(﹣2eq \r(2))2﹣4×(﹣2eq \r(2))=8eq \r(2)﹣8,
∵PM∥y轴,
∴△PCM∽△OCB,
∴==eq \r(2)﹣1,故的值为eq \r(2)﹣1.
如图,抛物线与坐标轴分别交于A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线上是否存在点P,使得∠CBP=∠ACO,若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)如图2,Q是△ABC内任意一点,求++的值.
【答案解析】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣x1)(x﹣x2),把A(﹣1,0),B(3,0)代入得:y=a(x+1)(x﹣3),
再将C(0,3)代入得:a=﹣1,b=2,c=3,
∴抛物线的解析式为,y=﹣x2+2x+3;
(2)答:存在,理由如下:
如图1,作∠ACO=∠CBQ,BQ与OC相交于Q点,过Q作QM⊥BC,
∵∠AOC=∠BMQ=90°,∠CBQ=∠ACO,
∴△ACO∽△QMB,
∴,
又∵∠OCB=45°,
∴△CMQ为等腰直角三角形,
∴CM=QM,=
∵BC=3eq \r(2),
∴CM=eq \f(3,4)eq \r(2),CQ=eq \f(3,2),∴Q(0,eq \f(3,2)),
设直线BQ的解析式为y=kx+b,
∴,∴,
∴直线BQ的解析式为y=﹣eq \f(1,2)x+eq \f(3,2),
解得,或 (舍去),
∴P1(﹣eq \f(1,2),eq \f(7,4));
延长QM到Q′,使QM=QM′,连接BQ′,则Q′(eq \f(3,2),3),
∵B(3,0),
∴直线BQ′的解析式为y=﹣2x+6,
解得,或 (舍去),
∴P2=(1,4);
综上所述,P(﹣eq \f(1,2),eq \f(7,4))或(1,4);
(3)如图2,过Q点作QM⊥AB,
∵CO⊥AB,
∴QM∥OC,
∴△QMF∽△COF,
∴===,同理=,=,
∴=++=1.
抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣1,0),B(3,4)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式(用含a的式子表示);
(2)当a>0时,连接AB,BC,若tan∠ABC=eq \f(1,3),求a的值;
(3)直线y=﹣x+m与线段AB交于点P,与抛物线交于M,N两点(点M在点N的左侧),若PM·PN=6,求m的值.
【答案解析】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,4)代入y=ax2+bx+c,
得:,解得:,
∴抛物线的解析式为y=ax2﹣(2a﹣1)x﹣3a+1.
(2)设BC与x轴交于D,作DE⊥AB于E,过点B作BH⊥x轴于点H,如图1所示.
∵点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,4),
∴AH=BH=4,
∴△ABH为等腰直角三角形,
∴∠BAH=45°,AB=eq \r(2)AH=4eq \r(2).
设DE=t,则AE=t,
∵tan∠ABC=eq \f(1,3),
∴BE=3t,
∴AB=t+3t=4t=4eq \r(2),
∴t=eq \r(2),
∴AD=eq \r(2)DE=eq \r(2)t=eq \r(2)×eq \r(2)=2,
∴点D的坐标为(1,0).
设直线BD的解析式为y=kx+d(k≠0),
将B(3,4),D(1,0)代入y=kx+d,
得:,解得:,
∴直线BD的解析式为y=2x﹣2.
当x=0时,y=﹣3a+1,
∴点C的坐标为(0,﹣3a+1),
又∵点C在直线BD上,
∴﹣3a+1=﹣2,
∴a=1,
∴a的值为1.
(3)∵点A的坐标为(﹣1,0),点B的坐标为(3,4),
∴直线AB的解析式为y=x+1(可利用待定系数法求出),
联立直线AB和直线MN的解析式,
得:,解得:,∴点P的坐标为(,);
将y=﹣x+m代入y=ax2﹣(2a﹣1)x﹣3a+1,
整理得:ax2﹣(2a﹣2)x﹣m﹣3a+1=0,
∴xM+xN=﹣=2﹣,xMxN==﹣﹣3,
∴PMPN=eq \r(2)(xP﹣xM)×eq \r(2)(xM﹣xP)=2(xP﹣xM)(xM﹣xP)
=﹣2[xP2﹣(xM+xN)xP+xMxN]=﹣2[()2﹣(2﹣)×﹣﹣3]=6,
整理得:﹣(m﹣1)=0,解得:m1=1,m2=5,
∴m的值为1或5.
如图(1),抛物线y=ax2+bx+6与x轴交于点A(﹣6,0)、B(2,0),与y轴交于点C,抛物线对称轴交抛物线于点M,交x轴于点N.点P是抛物线上的动点,且位于x轴上方.
(1)求抛物线的解析式.
(2)如图(2),点D与点C关于直线MN对称,若∠CAD=∠CAP,求点P的坐标.
(3)直线BP交y轴于点E,交直线MN于点F,猜想线段OE、FM、MN三者之间存在的数量关系,并证明.
【答案解析】解:(1)∵二次函数y=ax2+bx+6的图象过点A(﹣6,0)、点B(2,0),
∴,解得,
∴抛物线的解析式为y=﹣0.5x2﹣2x+6;
(2)如图1,连接CD,设AP与y轴交点为Q,
∵抛物线与y轴交于点C,
∴C(0,6),
∵点D与点C关于直线MN对称,直线MN是抛物线的对称轴,
∴D(﹣4,6),M(﹣2,8),N(﹣2,0),CD∥AB,
∵C(0,6),A(﹣6,0),
∴AO=CO,CD=4,
∴∠BAC=∠ACO=45°,
∴∠QCA=∠DCA,
∵∠CAD=∠CAQ,AC=AC,
∴△DCA≌△QCA(ASA),
∴CQ=CD=4,
∴Q(0,2),
设直线AP的解析式为y=kx+2,
把点A坐标代入解析式得:﹣6k+2=0,解得:k=eq \f(1,3),
∴直线AP的解析式为y=eq \f(1,3)x+2,
∵点P为直线AP与抛物线的交点,
∴,解得:或 (舍去),
∴P(,);
(3)∵∠BOE=∠BNF=90°,∠OBE=∠NBF,
∴△BOE∽△BNF,
∴=,
∵OB=2,BN=4,
∴=,
即2OE=NF.
分类讨论:
①如图2,此时FN=FM+MN,
∴FM+MN=2OE;
②如图3,此时FN+FM=MN,
∴FM+2OE=MN.
如图,抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)、B(3,0),与y轴交于C点,直线y=kx(k<0)交线段BC下方抛物线于D点,交BC于E点
(1)分别求出a、b的值;
(2)求出线段BC的函数关系式,并写出自变量取值范围;
(3)探究是否有最大值,若存在,请求出此时k值,若不存在,请说明理由.
【答案解析】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3交x轴于点A(﹣1,0)、B(3,0),
则,解得;
(2)∵a=1,b=﹣2,
∴抛物线解析式为y=x2﹣2x﹣3,
令x=0,则y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
设线段BC所在的直线的函数解析式为y=kx+b1(k≠0),
则,解得,
∴线段BC的函数解析式为y=x﹣3(0≤x≤3);
(3)存在,理由:
过点D作DF∥y轴,交BC于点F,如图:
∵OC∥DF,
∴△OEC∽△DFE,
∴==,
设点D为(m,m2﹣2m﹣3),则点F(m,m﹣3),
∴DF=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,
∴===﹣ (m﹣)2+,
∵﹣eq \f(1,3)<0,∴当m=eq \f(3,2)时,有最大值,此时点D(eq \f(3,2),﹣eq \f(15,4)),
∴k=﹣eq \f(5,2).
如图1,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=﹣ax2+6ax+6与y轴交于点B,交x轴的负半轴于点A,交x轴的正半轴于点C,且S△ABC=30.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,点P为第一象限抛物线上一点,其横坐标为t,PD⊥x轴于点D,设tan∠PAD等于m,求m与t之间的函数关系式;
(3)如图3,在(2)的条件下,当m=eq \f(4,3)时,过点B作BN⊥AB交∠PAC的平分线于点N,点K在线段AB上,点M在线段AN上,连接KM、KN,∠MKN=2∠BNK,作MT⊥KN于点T,延长MT交BN于点H,若NH=4BH,求直线KN的解析式.
【答案解析】解:(1)令x=0,则y=6,
∴B(0,6),
令y=0,则﹣ax2+6ax+6=0,
∴x1+x2=6,x1x2=﹣,
∴|x1﹣x2|=,∵S△ABC=30=6×,
解得a=eq \f(3,8),
∴y=﹣eq \f(3,8)x2+eq \f(9,4)x+6;
(2)∵P点横坐标为t,
∴P(t,﹣eq \f(3,8)t2+eq \f(9,4)t+6),
∵PD⊥x轴,
∴PD=﹣eq \f(3,8)t2+eq \f(9,4)t+6,
令y=0,则﹣eq \f(3,8)x2+eq \f(9,4)x+6,解得x=﹣2或x=8,
∴A(﹣2,0),C(8,0),
∴AD=t+2,
∵tan∠PAD=m,
∴=m,
整理得,m=﹣eq \f(3,8)(t﹣8)(0<t<8);
(3)连接BC与AP交于点E,
∵A(﹣2,0),B(0,6),C(8,0),
∴AC=10,BC=10,
∴AC=BC,
∴∠BAO=∠ABE,
∵OB=6,OC=8,
∴tan∠OCB=eq \f(4,3),
∵m=eq \f(4,3),
∴∠PAD=∠OBC,
∴∠BCO=∠APD,
∴∠PAD+∠BCO=90°,
∴BC⊥AP,
∴∠BEA=90°,
∴△ABO≌△EAB(AAS),
∴∠BAE=∠ABO,
∵AN平分∠PAC,
∴∠EAN=∠NAC,
∴2∠OAE+2∠EAN=90°,
∴∠BAN=45°,
∴△ABN是等腰直角三角形,
∴BN=AB=2eq \r(10),
在Rt△APD中,设AN与PD交于Z,过Z作ZY⊥AP交于Y,
∵AZ是∠PAD的平分线,
∴YZ=ZD,
∵tan∠PAD=eq \f(4,3),
设PD=4,ZD=y,则AD=3,AP=5,YZ=y,
在Rt△PYZ中,(4﹣y)2=y2+22,
∴y=eq \f(3,2),∴tan∠ZAD=eq \f(1,2),
设N(m,n),则=,
∵2eq \r(10)=,解得m=6,n=4,
∴N(6,4),
过A作AL⊥AB交于HM的延长线于L,过B作BS∥HL交AL于点S,交KN于点Q,
∵MT⊥KN,
∴∠NHT=90°﹣∠HNT,∠BKN=90°﹣∠HNT,
∵∠MKN=2∠BNK,
∴∠AKM=180°﹣(∠BKN+∠NKM)=90°﹣∠HNT,
∴∠AKM=∠HTN,
∵∠BAN=∠BNA=45°,
∴∠HMN=∠KMA,
∵∠HMN=∠AML,
∴∠KMA=∠AML,
∵AL⊥AB,∠PAN=∠CAN,
∴∠CAL=∠BAE,
∴∠KAM=∠MAL,
∴△AKM≌△ALM(ASA),
∴AK=AL,∠ALM=∠AKN,
∵BN⊥AB,AL⊥AB,
∴BN∥AL,
∵BS∥HL,
∴四边形BHLS是平行四边形,
∴∠ALM=∠BSA,
∴∠BKN=∠BSA,
∵AB=BN,∠ABN=∠BAS=90°,
∴△NBK≌△BAS(ASA),
∴BK=AS,
∴HL=KN,
∵NH=4BH,
设BH=a,KB=b,则NH=4a,AB=5a,
∵AK=AL,
∴5a﹣b=a+b,
∴b=2a,
∴BK:AB=2:5,
过K作KG⊥x轴交于G,
∴△ABO∽△AKG,
∴===,
∴KG=eq \f(18,5),AG=eq \f(6,5),∴K(﹣eq \f(4,5),eq \f(18,5)),
设直线KN的解析式为y=sx+h,
∴,解得,
∴y=x+.
如图1,已知抛物线y=ax2+bx+c(a>0)与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)若C(0,﹣3),求抛物线的解析式;
(2)在(1)的条件下,E是线段BC上一动点,AE交抛物线于F点,求的最大值;
(3)如图2,点N为y轴上一点,AN、BN交抛物线于E、F两点,求的值.
【答案解析】解:(1)将A(﹣1,0),B(3,0),C(0,﹣3)代入函数解析式y=ax2+bx+c,
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)如图1,过点A作AG∥y轴交BC的延长线与点G,过点F作FM∥y轴交BC于点M,
设BC表达式为y=kx+m,将点B(3,0),C(0,﹣3)代入得:
,解得:,
∴BC表达式为y=x﹣3,
∵AG∥y轴,A(﹣1,0),
∴G(﹣1,﹣4),
∴AG=4,
F(t,t2﹣2t﹣3),
∵FM∥y轴,
∴M (t,t﹣3),
∴MF=t﹣3﹣t2+2t+3=﹣t2+3t,
∵AG∥y轴,FM∥y轴,
∴AG∥FM,
∴△AGE∽△FME,
∴===﹣ (t2﹣3t)=﹣ (t﹣)2+,
∴当t=时,有最大值是;
(3)过点E作EI⊥x轴于点I,过点F作FH⊥x轴于点H,
设点N (0,n),AN表达式为y=k1x+n,
将点A(﹣1,0)代入得k1=n,
∴AN表达式为y=nx+n,联立y=x2﹣2x﹣3得:
,
即:nx+n=x2﹣2x﹣3,
整理得:x2﹣(2+n)x﹣(3+n)=0,解得x1=3+n.x2=﹣1(舍),
∴E点的横坐标为3+n,
∵EI⊥x轴,
∴I点的横坐标为3+n,
∴OI=3+n,
同理BN的直线表达式为v﹣y=﹣eq \f(1,3)nx+n,F点的横坐标为﹣1-eq \f(1,3)n,
∴OH=1+eq \f(1,3)n,
∵EI⊥x轴,FH⊥x轴,
∴ON∥IE,ON∥HF,
又∵OA=1,OB=3,
∴,,
∴==.
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣eq \f(1,2)x2+eq \f(3,2)x+2与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,直线l:y=kx+b经过点B,点C,点P是抛物线上一动点,连接OP交直线BC于点D.
(1)求直线l的解析式;
(2)当=时,求点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,点N是直线BC上一动点,连接ON,过点D作DF⊥ON于点F,点F在线段ON上,当OD=eq \r(5)DF时,请直接写出点N的坐标.
【答案解析】解:(1)令x=0,则y=2,
∴C(0,2).
∴OC=2.
令y=0,则﹣eq \f(1,2)x2+eq \f(3,2)x+2=0,解得:x=﹣1或4,
∴A(﹣1,0),B(4,0).
∴OA=1,OB=4.
设直线l的解析式为y=kx+b,
∴,解得:,
∴直线l的解析式为y=﹣eq \f(1,2)x+2;
(2)过点P作PE∥y轴交BC于点E,如图,
∴∠COD=∠DPE,∠OCD=∠PED,
∴△CDO∽△EDP,
∴,∵=,
∴PD=OD.
∴PE=OC=2.
设P(m,﹣eq \f(1,2)m2+eq \f(3,2)m+2)),则E(m,-eq \f(1,2)m+2),
∴PE=﹣eq \f(1,2)m2+eq \f(3,2)m+2﹣(-eq \f(1,2)m+2)=﹣eq \f(1,2)m2+2m,
∴﹣eq \f(1,2)m2+2m=2.解得:m1=m2=2.
∴P(2,3);
(3)N(,)或N(,),理由:
∵P(2,3),
∴直线OP的解析式为y=eq \f(3,2)x.
∴,解得:.
∴D(1,eq \f(3,2)).
∴OD=,BD=.
①当点N在线段BD上时,如图,
在Rt△ODF中,∠DFO=90°,
∵sin∠DOF=,
∴tan∠DOF=eq \f(1,2).
在Rt△OBC中,∠BOC=90°,
∴tan∠CBO=eq \f(1,2).
∴∠DOF=∠CBO.
∵∠ODN=∠BDO,
∴△ODN∽△BDO,
∴,即:OD2=BDDN,
∴DN=.∴BN=BD﹣DN=,
过点N作NH⊥x轴于点H,
∴NH=BNsin∠CBO=,BH=BNcs∠CBO=,
∴OH=OB﹣BH=4﹣=.∴N(,);
②当点N在线段BD的延长线上时,如图,
过点F作FK⊥x轴于点K,过点D作DQ⊥FK于点Q,
∵FD⊥ON,
∴∠OFK+∠DFQ=90°,
∵DQ⊥FK,
∴∠FDQ+∠DFQ=90°,
∴∠DFK=∠FDQ.
∵∠FKO=∠DQF=90°,
∴△OKF∽△FQD.
∴=2,
∴OK=2FQ,FK=2QD.
设F(a,n),则OK=a,FK=n,
∵D(1,eq \f(3,2)),∴DQ=1﹣a,FQ=n﹣eq \f(3,2).
∴,解得:,
∴F(eq \f(1,5),1.6).
设直线OF的解析式为y=cx,∴eq \f(1,5)c=1.6,
∴c=8,
∴直线OF的解析式为y=8x.
∴,解得:.
∴N(,).
综上,点N的坐标为N(,)或N(,).
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣eq \f(5\r(2),2)过点A(3eq \r(2),2eq \r(2))和点B(eq \r(2),0),与x轴的另一个交点为点C.
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)判断△ABC的形状,并说明理由.
(3)点D在线段BC上,连接AD,作DE⊥AD,且DE=AD,连接AE交x轴于点F.点F不与点C重合,射线DP⊥AE,交AE于点P,交AC于点Q.
①当AD=AF时,请直接写出∠CAE的度数;
②当=时,请直接写出CQ的长.
【答案解析】解:(1)将A(3eq \r(2),2eq \r(2))和B(eq \r(2),0)代入y=ax2+bx﹣eq \f(5\r(2),2),
∴,解得,
∴y=﹣eq \f(\r(2),4)x2+3x﹣eq \f(5\r(2),2);
(2)令y=0,则﹣eq \f(\r(2),4)x2+3x﹣eq \f(5\r(2),2)=0,解得x=eq \r(2)或x=5eq \r(2),
∴C(5eq \r(2),0),
∴AB=4,AC=4,BC=4eq \r(2),
∴BC2=AC2+AB2,
∴△ABC是等腰直角三角形;
(3)①∵AB=AC,
∴∠ACB=45°,
∵AD=ED,DE⊥AD,
∴∠DAE=45°,
∵AD=AF,
∴∠AFD=67.5°,
∴∠CAE=67.5°﹣45°=22.5°;
②如图1,D点在F点左侧时,
∵=,
∴AF=3EF,
设EF=x,则AF=3x,
∴AE=4x,
∵△ADE是等腰直角三角形,
∴AD=DE=2eq \r(2)x,
∵DP⊥AE,∠CAE=45°,
∴△ADP是等腰直角三角形,
∴AP=DP=2x,
∴PF=x,
∴DF=eq \r(5)x,
∵∠AED=∠ACF=45°,
∴△DFE∽△AFC,
∴=,即=,
∴x=eq \f(1,3)eq \r(10),∴AD=eq \f(4,3)eq \r(5),
设D(m,0),0<m<3eq \r(2),
∴(m﹣3eq \r(2))2+(2eq \r(2))2=(eq \f(4,3)eq \r(5))2,
∴m=eq \f(7\r(3),3)或m=eq \f(11,3)eq \r(3)(舍),
∴D(eq \f(7\r(3),3),0),
过Q点作QH⊥x轴交于点H,
∵∠ACH=45°,设QH=n,则HC=n,
当D(eq \f(7\r(3),3),0)时,CD=eq \f(8,3)eq \r(2),∴DH=eq \f(8,3)eq \r(2)﹣n,
∵tan∠PDF==,
∴2n=eq \f(8,3)eq \r(2)﹣n,∴n=eq \f(8,9)eq \r(2),
∴CQ=eq \r(2)×eq \f(8,9)eq \r(2)=eq \f(16,9);
如图2,当D点在F点右侧时,3eq \r(2)<m<5eq \r(2),
∵=,
设EF=t,则AF=3t,
∴EA=2t,
∵△ADE是等腰直角三角形,
∴AD=DE=eq \r(2)t,
∵DP⊥AE,∠CAE=45°,
∴△ADP是等腰直角三角形,
∴AP=DP=t,
∴PF=2t,
∴DF=eq \r(5)t,
∵∠AED=∠ACF=135°,
∴△DFE∽△AFC,
∴=,即=,
∴t=eq \f(1,3)eq \r(10),∴(m﹣3eq \r(2))2+(2eq \r(2))2=(eq \f(4,3)eq \r(5))2,∴m=eq \f(7\r(3),3)(舍)或m=eq \f(11,3)eq \r(3),
∴D(eq \f(11,3)eq \r(3),0),∴CD=eq \f(4,3)eq \r(2),∴DH=eq \f(4,3)eq \r(2)﹣n,∴0.5n=eq \f(4,3)eq \r(2)﹣n,
∴n=eq \f(8,9)eq \r(2),∴CQ=eq \f(16,9);综上所述:CQ的长为eq \f(16,9).
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