24.如图,直线y=x+n与x轴交于点A,与y轴交于点B(点A与点B不重合),抛物线y=﹣x﹣2x+c经过点A、B,抛物线的顶点为C. (1)∠BAO= 45 °; (2)求tan∠CAB的值;
(3)在抛物线上是否存在点P,能够使∠PCA=∠BAC?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
2
【考点】HF:二次函数综合题.
【分析】(1)求直线AB与两坐标轴的交点坐标,得OA=OB,可得结论;
(2)如图1,作辅助线,构建直角三角形,证明∠CBA=∠CBD+∠DBA=90°,利用勾股定理计算BC和AB的长,根据正切的定义代入求值即可;
(3)分两种情况:①当点P在CA左侧时,如图2,延长BD交抛物线于点E,此时,点P与点E重合,点P的坐标是(﹣4,6);
②当点P在CA右侧时,如图3,作辅助线,直线CF与抛物线的交点就是P点. 【解答】解:(1)y=x+n, 当x=0时,y=n,则B(0,n), 当y=0时,x=﹣n,则A(﹣n,0), ∴OA=OB=n,
21
∴△AOB是等腰直角三角形, ∴∠BAO=45°, 故答案为:45;
(2)由(1)得:B(0,n),A(﹣n,0), ∵抛物线y=﹣x2﹣2x+c经过点A、B
∴,解得或(舍去)
∴A(﹣6,0),B(0,6),直线AB的解析式为:y=x+6, 抛物线为:y=﹣
﹣2x+6=﹣(x+2)2
+8,
∴抛物线的顶点为C(﹣2,8), 设抛物线的对称轴为直线l,连结BC,
如图1,过点B作BD⊥l,则BD=CD=2,BD∥x轴, ∴∠CBD=45°, 又BD∥x轴, ∴∠DBA=∠BAO=45°, ∴∠CBA=∠CBD+∠DBA=90°, 在Rt△CDB中,BC==2, 在Rt△AOB中,AB==6
,
∴在Rt△ABC中,tan∠CAB==;
(3)①当点P在CA左侧时,如图2,
延长BD交抛物线于点E,当∠PCA=∠BAC时,CP∥AB, 此时,点P与点E重合,点P的坐标是(﹣4,6);
②当点P在CA右侧时,如图3,过点A作AC的垂线交CP于点F,过点A作y轴的平行线m,过点C作CM⊥m,过点F作FN⊥m, 由于tan∠BAC=,所以tan∠ACF=tan∠ACP=, ∵Rt△CMA∽Rt△ANF,
22
∴,,AN=CM=,NF=MA=,
∴F(﹣
,﹣);
易求得直线CF的解析式为:y=7x+22, 由
,消去y,得x2
+18x+32=0,
解得x=16或x=﹣2(舍去), 因此点P的坐标(﹣16,﹣90);
综上所述,P的坐标是(﹣4,6)或(﹣16,﹣90).
23
25.如图,正方形ABCD的边长为1,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA边上的动点(不含端点),且EG、FH均过正方形的中心O.
(1)填空:OH = OF (“>”、“<”、“=”);
(2)当四边形EFGH为矩形时,请问线段AE与AH应满足什么数量关系; (3)当四边形EFGH为正方形时,AO与EH交于点P,求OP+PH?PE的最小值.
2
【考点】SO:相似形综合题;LE:正方形的性质;S9:相似三角形的判定与性质. 【分析】(1)根据全等三角形的对应边相等,即可得出结论;
24
(2)根据相似三角形的对应边成比例,即可得出AE=AH,或AE+AH=1;
(3)根据△OPH∽△EPA,即可得到PH×PE=OP×AP,据此可得OP2+PH×PE=OP2+OP×AP=OP(OP+AP)=OP×OA,再根据△OPE∽△OEA,即可得到OP×OA=OE2,据此可得OP2+PH×PE=OE2,最后根据OE的最小值求得OP2
+PH?PE的最小值. 【解答】解:(1)如图所示,∵正方形ABCD, ∴AO=CO,∠OAH=∠OCF=45°, 又∵∠AOH=∠COF, ∴△AOH≌△COF, ∴OH=OF; 故答案为:=;
(2)当四边形EFGH为矩形时,∠HEF=90°, ∴∠AEH+∠BEF=90°,
在正方形ABCD中,∠HAE=∠EBF=90°, ∴∠AEH+∠AHF=90°, ∴∠AHE=∠BEF, ∴△AEH∽△BFE, ∴
=
,
令AE=x,AH=y,则BF=1﹣y,BE=1﹣x, ∴
=
,
即x﹣y=x2
﹣y2
=(x+y)(x﹣y), ∴x=y或x+y=1, ∴AE=AH,或AE+AH=1;
(3)如图所示,当四边形EFGH为正方形时,∠HOE=90°,OH=OE, ∴∠OEH=∠OHE=45°, ∴∠OHP=∠PAE=45°, ∵∠HPO=∠APE, ∴△OPH∽△EPA,
25
∴
=,即PH×PE=OP×AP,
∴OP2
+PH×PE=OP2
+OP×AP=OP(OP+AP)=OP×OA, ∵∠OEP=∠OAE=45°,∠POE=∠EOA, ∴△OPE∽△OEA, ∴
=,即OP×OA=OE2,
∴OP2
+PH×PE=OE2
,
∵当OE⊥AB时,OE最小,此时OE=, ∴当OE=时,OP2
+PH×PE最小,且等于.
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