知此线过圆上某点,连接圆心和这点(即为半径),再证垂直即可.
23.(9分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+c(a≠0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C,点A的坐标为(4,0),抛物线的对称轴是直线x=. (1)求抛物线的解析式;
(2)M为第一象限内的抛物线上的一个点,过点M作MG⊥x轴于点G,交AC于点H,当线段CM=CH时,求点M的坐标;
(3)在(2)的条件下,将线段MG绕点G顺时针旋转一个角α(0°<α<90°),在旋转过程中,设线段MG与抛物线交于点N,在线段GA上是否存在点P,使得以P、N、G为顶点的三角形与△ABC相似?如果存在,请求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
【考点】HF:二次函数综合题.
【专题】16:压轴题;31:数形结合.
【分析】(1)首先利用对称轴公式求出a的值,然后把点A的坐标与a的值代入抛物线的解析式,求出c的值,即可确定出抛物线的解析式.
(2)首先根据抛物线的解析式确定出点C的坐标,再根据待定系数法,确定出直线AC解析式为y=﹣x+2;然后设点M的坐标为(m,﹣m2+m+2),H(m,﹣m+2),求出MH的值是多少,再根据CM=CH,OC=GE=2,可得MH=2EH,据此求出m的值是多少,再把m的值代入抛物线的解析式,求出y的值,即可确定点M的坐标.
(3)首先判断出△ABC为直角三角形,然后分两种情况:①当
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=时;
②当=时;根据相似三角形的性质,判断出是否存在点P,使得以P、
N、G为顶点的三角形与△ABC相似即可. 【解答】解:(1)∵x=﹣∴a=﹣,
把A(4,0),a=﹣代入y=ax2+x+c, 可得(
)×42+×4+c=0,
=,b=,
解得c=2,
则抛物线解析式为y=﹣x2+x+2.
(2)如图1,连接CM,过C点作CE⊥MH于点E,
,
∵y=﹣x2+x+2, ∴当x=0时,y=2, ∴C点的坐标是(0,2),
设直线AC解析式为y=kx+b(k≠0), 把A(4,0)、C(0,2)代入y=kx+b, 可得解得:
, ,
∴直线AC解析式为y=﹣x+2,
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∵点M在抛物线上,点H在AC上,MG⊥x轴,
∴设点M的坐标为(m,﹣m2+m+2),H(m,﹣m+2), ∴MH=﹣m2+m+2﹣(﹣m+2)=﹣m2+2m, ∵CM=CH,OC=GE=2,
∴MH=2EH=2×[2﹣(﹣m+2)]=m, 又∵MH=﹣m2+2m, ∴﹣m2+2m=m, 即m(m﹣2)=0,
解得m=2或m=0(不符合题意,舍去), ∴m=2, 当m=2时,
y=﹣×22+×2+2=3, ∴点M的坐标为(2,3).
(3)存在点P,使以P,N,G为顶点的三角形与△ABC相似,理由为: ∵抛物线与x轴交于A、B两点,A(4,0),A、B两点关于直线x=成轴对称, ∴B(﹣1,0), ∵AC=∴AC2+BC2=
=2
,BC=+
=
,AB=5,
=25,AB2=52=25,
∵AC2+BC2=AB2=25, ∴△ABC为直角三角形, ∴∠ACB=90°,
线段MG绕G点旋转过程中,与抛物线交于点N,当NP⊥x轴时,∠NPG=90°, 设P点坐标为(n,0),
则N点坐标为(n,﹣n2+n+2), ①如图2,
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当=时,
∵∠N1P1G=∠ACB=90°, ∴△N1P1G∽△ACB, ∴
=
,
解得:n1=3,n2=﹣4(不符合题意,舍去), ∴P的坐标为(3,0). ②当
=
时,
∵∠N2P2G=∠BCA=90°, ∴△N2P2G∽△BCA, ∴解得:n1=1
,
,n2=1﹣
(不符合题意,舍去),
∴P的坐标为(1+,0).
,0),使以P,N,G为顶点的三角形与△ABC相
∴存在点P(3,0)或(1似.
【点评】(1)此题主要考查了二次函数综合题,考查了分析推理能力,考查了分类讨论思想的应用,考查了数形结合思想的应用,考查了从已知函数图象中获取信息,并能利用获取的信息解答相应的问题的能力. (2)此题还考查了待定系数法求函数解析式的方法,要熟练掌握.
(3)此题还考查了相似三角形的性质和应用,以及直角三角形的性质和应用,
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要熟练掌握.
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