C(0,3),∠BAC的平分线AE交y轴于点D,交BC于点E,过点D的直线l与射线AC,AB分别交于点M,N.
(1)直接写出a的值、点A的坐标及抛物线的对称轴;
(2)点P为抛物线的对称轴上一动点,若△PAD为等腰三角形,求出点P的坐标;
(3)证明:当直线l绕点D旋转时,
+
均为定值,并求出该定值.
【分析】(1)由点C的坐标为(0,3),可知﹣9a=3,故此可求得a的值,然后令y=0得到关于x的方程,解关于x的方程可得到点A和点B的坐标,最后利用抛物线的对称性可确定出抛物线的对称轴;
(2)利用特殊锐角三角函数值可求得∠CAO=60°,依据AE为∠BAC的角平分线可求得∠DAO=30°,然后利用特殊锐角三角函数值可求得OD=1,则可得到点D的坐标.设点P的坐标为(
,a).依据两点的距离公式可求得AD、
AP、DP的长,然后分为AD=PA、AD=DP、AP=DP三种情况列方程求解即可; (3)设直线MN的解析式为y=kx+1,接下来求得点M和点N的横坐标,于是可得到AN的长,然后利用特殊锐角三角函数值可求得AM的长,最后将AM和AN的长代入化简即可. 【解答】解:(1)∵C(0,3). ∴﹣9a=3,解得:a=﹣. 令y=0得:ax2﹣2 ∵a≠0, ∴x2﹣2
x﹣9=0,解得:x=﹣
或x=3
.
ax﹣9a=0,
∴点A的坐标为(﹣∴抛物线的对称轴为x=(2)∵OA=∴tan∠CAO=∴∠CAO=60°.
,0),B(3.
,0).
,OC=3, ,
∵AE为∠BAC的平分线, ∴∠DAO=30°. ∴DO=
AO=1.
∴点D的坐标为(0,1) 设点P的坐标为(
,a).
依据两点间的距离公式可知:AD2=4,AP2=12+a2,DP2=3+(a﹣1)2. 当AD=PA时,4=12+a2,方程无解.
当AD=DP时,4=3+(a﹣1)2,解得a=0或a=2(舍去), ∴点P的坐标为(
,0).
当AP=DP时,12+a2=3+(a﹣1)2,解得a=﹣4. ∴点P的坐标为(
,﹣4).
,0)或(
,﹣4).
m+3=0,
综上所述,点P的坐标为(
(3)设直线AC的解析式为y=mx+3,将点A的坐标代入得:﹣解得:m=
,
x+3.
∴直线AC的解析式为y=
设直线MN的解析式为y=kx+1.
把y=0代入y=kx+1得:kx+1=0,解得:x=﹣, ∴点N的坐标为(﹣,0). ∴AN=﹣+将y=
=
.
.
x+3与y=kx+1联立解得:x=
.
∴点M的横坐标为
过点M作MG⊥x轴,垂足为G.则AG=+.
∵∠MAG=60°,∠AGM=90°, ∴AM=2AG=∴
+
=
+2+
=
=
.
+
=
=
=
.
【点评】本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,分类讨论是解答问题(2)的关键,求得点M的坐标和点N的坐标是解答问题(3)的关键.
6.如图1,矩形OABC的顶点A,C的坐标分别为(4,0),(0,6),直线AD交B C于点D,tan∠OAD=2,抛物线M1:y=ax2+bx(a≠0)过A,D两点.
(1)求点D的坐标和抛物线M1的表达式;
(2)点P是抛物线M1对称轴上一动点,当∠CPA=90°时,求所有符合条件的点P的坐标;
(3)如图2,点E(0,4),连接AE,将抛物线M1的图象向下平移m(m>0)个单位得到抛物线M2.
①设点D平移后的对应点为点D′,当点D′恰好在直线AE上时,求m的值; ②当1≤x≤m(m>1)时,若抛物线M2与直线AE有两个交点,求m的取值范围.
【分析】(1)如图1中,作DH⊥OA于H.则四边形CDHO是矩形.在Rt△ADH中,解直角三角形,求出点D坐标,利用待定系数法即可解决问题; (2)如图1﹣1中,设P(2,m).由∠CPA=90°,可得PC2+PA2=AC2,可得22+(m﹣6)2+22+m2=42+62,解方程即可;
(3)①求出D′的坐标;②构建方程组,利用判别式△>0,求出抛物线与直线AE有两个交点时的m的范围;③求出x=m时,求出平移后的抛物线与直线AE的交点的横坐标;结合上述的结论即可判断.
【解答】解:(1)如图1中,作DH⊥OA于H.则四边形CDHO是矩形.
∵四边形CDHO是矩形, ∴OC=DH=6, ∵tan∠DAH=∴AH=3, ∵OA=4, ∴CD=OH=1, ∴D(1,6),
把D(1,6),A(4,0)代入y=ax2+bx中,则有解得
,
,
=2,
∴抛物线M1的表达式为y=﹣2x2+8x.
(2)如图1﹣1中,设P(2,m).
∵∠CPA=90°, ∴PC2+PA2=AC2,
∴22+(m﹣6)2+22+m2=42+62, 解得m=3±
,
∴P(2,3+
),P′(2,3﹣).
(3)①如图2中,
易知直线AE的解析式为y=﹣x+4, x=1时,y=3, ∴D′(1,3),
平移后的抛物线的解析式为y=﹣2x2+8x﹣m, 把点D′坐标代入可得3=﹣2+8﹣m, ∴m=3. ②由
,消去y得到2x2﹣9x+4+m=0,
当抛物线与直线AE有两个交点时,△>0, ∴92﹣4×2×(4+m)>0, ∴m<
,
或2﹣
(舍弃),
③x=m时,﹣m+4=﹣2m2+8m﹣m,解得m=2+综上所述,当2+
≤m<
时,抛物线M2与直线AE有两个交点.
【点评】本题考查二次函数综合题、一次函数的应用、解直角三角形、锐角三角函数、勾股定理等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会构建方程组,利用判别式解决问题,属于中考压轴题.
7.如图,已知抛物线y=ax2+2x+c与y轴交于点A(0,6),与x轴交于点B(6,0),点P是线段AB上方抛物线上的一个动点. (1)求这条抛物线的表达式及其顶点坐标;
(2)当点P移动到抛物线的什么位置时,使得∠PAB=75°,求出此时点P的