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專題24.4圓與二次函數(shù)的綜合
典例精析
【典例1】如圖,已知拋物線y=/+6久+c與無軸交于點(diǎn)力(2m一1,0)和點(diǎn)B(ni+2,0),與y軸交于點(diǎn)C,
對(duì)稱軸軸為直線乂=-1.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P是直線AC上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)尸作PQIIy軸,交拋物線于點(diǎn)。,以尸為圓心,PQ為半徑作OP,
當(dāng)OP與坐標(biāo)軸相切時(shí),求OP的半徑;
(3)直線y=fcc+3k+4(kK0)與拋物線交于M,N兩點(diǎn),求AAMN面積的最小值.
【思路點(diǎn)撥】
(1)由題意及拋物線的對(duì)稱性知:一1-(2爪-1)=爪+2—(-1),即可求得加的值,從而用待定系數(shù)法
可求得函數(shù)解析式;
(2)首先求出直線AC的解析式為y=―乂-3,由PQ||y軸及點(diǎn)Q在拋物線上,可得點(diǎn)。的坐標(biāo),從而求
得PQ的長度,分兩種情況討論:當(dāng)OP與x軸相切時(shí);當(dāng)OP與y軸相切時(shí);分別利用圓心到切線的距離等
于半徑得到方程,解方程即可求得半徑;
(3)由、=/?:+3々+4(/£k0)知,直線過點(diǎn)G(—3,4),則得4G_Lx軸,且4G=4;聯(lián)立直線與拋物線的解
析式,消去y得一元二次方程,可求得M與N的橫坐標(biāo),再由SMMN=SAAGM+SAAGN=2|x”-XNI,可得
關(guān)于左的函數(shù)關(guān)系式,即可求得面積的最小值.
【解題過程】
(1)解:拋物線y=/+匕X+c與%軸交于點(diǎn)A(2zn—1,0)和點(diǎn)8(TH+2,0),對(duì)稱軸為直線%=-1
???/、8關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
???—1—(2m—1)=m+2—(―1),
解得:m——1,
即4(-3,0),8(1,0),
把A、5兩點(diǎn)坐標(biāo)代入y=/+卜%+c中,得^];,
解得:『二2
1c=—3
則所求函數(shù)解析式為y=x2+2x-3;
(2)解:對(duì)于y=%2+2%—3,令汽=0,得y=-3,
C(0,-3),
設(shè)直線AC的解析式為y=ax+d,
則有{一箕f;。,
解得:{評(píng),
所以直線AC的解析式為y=-X-3,
設(shè)點(diǎn)P(a,—a—3),
??,PQIIy軸,點(diǎn)。在拋物線上,
???。的坐標(biāo)為(見。2+2。-3),
PQ—|Q2+2a—3—(—CL—3)|—|ct^+3a|;
當(dāng)。尸與%軸相切時(shí);
\a2+3a|=\—a—3|,
即a2+3d=-CL—3,或ia2+3ci=—(—CL—3),
解得:a=—1,a=-3或a=1,a=-3
顯然a=-3時(shí)點(diǎn)P、。與點(diǎn)A重合,不合題意,則。=一1及a=l,
當(dāng)a=-1時(shí),一a—3=-2;當(dāng)a=1時(shí),—a—3=—4,
此時(shí)。P的半徑分別為2或4;
當(dāng)。尸與y軸相切時(shí);
\a2+3a|=\a\,
即小+3a=—a,或小+3a=a,
解得:a=0,a=—4,或a=0,a=-2,
顯然a=0時(shí)點(diǎn)尸、。與點(diǎn)C重合,不合題意,則@=一4及。=一2,
此時(shí)OP的半徑分別為4或2;
綜上,。尸與坐標(biāo)軸相切時(shí),。尸的半徑分別為2或4;
(3)解:如圖,
當(dāng)久=—3時(shí),y=kX(-3)+3k+4=4,
?,.直線y=kx+3/c+4過點(diǎn)G(—3,4),
??.ZG1%軸,且AG=4;
聯(lián)立直線與拋物線的解析式得:F=+
消去y得:%2+(2—fc)x—3fc—7=0,
v△=(2-fc)2-4x1x(一3k-7)=(k+4)2+16>0,
._-(2-fc)+V(fc+4)2+16_-(2-fc)-7(fc+4)2+16
"XN—2,XM—2,
???XN_XM=J(/c+4)2+16,
11
S
???S^AMN-LAGM+S^AGN-Q/G-(-3-XM)+-AG-(xN+3)=2|%M-
?*,S^AMN=2d(k+4)2+16,
當(dāng)々=一4時(shí),(/c+4)2+16有最小值16,從而ANMN的面積有最小值2x4=8.
學(xué)霸必刷
1.(22-23上?南京?階段練習(xí))已知拋物線y=a(久一3)2+§過點(diǎn)C(0,4),頂點(diǎn)為與x軸交于A、B兩
點(diǎn).如圖所示,以為直徑作圓,記作。Q.
(1)試判斷點(diǎn)C與。。的位置關(guān)系;
(2)直線CM與。。相切嗎?請(qǐng)說明理由;
(3)在拋物線上是否存在一點(diǎn)E,能使四邊形力DEC為平行四邊形.若存在,求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,
請(qǐng)說明理由.
2.(2324上?長沙?階段練習(xí))如圖,拋物線y=a/+匕乂+c(a,b,c是常數(shù),aK0)的對(duì)稱軸為y軸,
且經(jīng)過(0,0)和(歷,兩點(diǎn),點(diǎn)尸在該拋物線上運(yùn)動(dòng),以點(diǎn)尸為圓心的OP總經(jīng)過定點(diǎn)4(0,2).
(1)求mb,c的值;
(2)求證:在點(diǎn)尸運(yùn)動(dòng)的過程中,圓心產(chǎn)到x軸的距離始終小于半徑;
(3)設(shè)。尸與x軸相交于M(%i,0),N(%2,0)(/V%2)兩點(diǎn),當(dāng)aAMN是以AM為底邊的等腰三角形時(shí),
求圓心P的縱坐標(biāo).
3.(22.23上?廣州?期末)如圖,拋物線y=+c與x軸相交于點(diǎn)4,B(點(diǎn)4在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸
42
相交于點(diǎn)C,點(diǎn)8的坐標(biāo)為(2,0),OM經(jīng)過三點(diǎn),且圓心M在x軸上.
(1)求c的值.
(2)求OM的半徑.
(3)過點(diǎn)C作直線CD,交x軸于點(diǎn)。,當(dāng)直線CD與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí)直線CD是否與0M相切?若相切,
請(qǐng)證明;若不相切,請(qǐng)求出直線CD與OM的另外一個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo).
4.(2223上?廣州?期末)如圖,拋物線y=a久2久+?的圖象與x軸交于點(diǎn)4(一1,0)、B(3,0)與y軸交于
點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D以力B為直徑在無軸上方畫半圓交y軸于點(diǎn)E,圓心為/,尸是半圓上一動(dòng)點(diǎn),連接DP,點(diǎn)
。為PD的中點(diǎn).
(1)試用含a的代數(shù)式表示c;
(2)若/Q1PD恒成立,求出此時(shí)該拋物線解析式;
(3)在(2)的條件下,當(dāng)點(diǎn)尸沿半圓從點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)A時(shí),點(diǎn)。的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么,試求出它的路徑長.
5.(2122?全國?專題練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,以點(diǎn)P(2百,-3)為圓心的圓與x軸相交于4、B兩點(diǎn),與y軸
相切于點(diǎn)C,拋物線y=a久2+。久+c經(jīng)過點(diǎn)力、B、C,頂點(diǎn)為。.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)M為y軸上一點(diǎn),連接DM,MP,是否存在點(diǎn)M使得△DMP的周長最???若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo)及
△DMP的周長最小值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
6.(2L22下?長沙?期中)如圖1,拋物線y=:/—2萬與x軸交于。、A兩點(diǎn),點(diǎn)B為拋物線的頂點(diǎn),連
接
(1)求NA08的度數(shù);
(2)如圖2,以點(diǎn)A為圓心,4為半徑作。A,點(diǎn)M在。A上.連接OM、BM,
①當(dāng)△是以為底的等腰三角形時(shí),求點(diǎn)〃的坐標(biāo);
②如圖3,取。M的中點(diǎn)N,連接BN,當(dāng)點(diǎn)〃在。A上運(yùn)動(dòng)時(shí),求線段BN長度的取值范圍.
7.(2122上?長沙?階段練習(xí))已知拋物線y=a/+6x+3(a和)經(jīng)過A(3,0)、8(4,1)兩點(diǎn),且與y
軸交于點(diǎn)C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖,設(shè)拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為。,在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使A抬8的面積是△8D4面積
的2倍?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
(3)如圖(2),連接AC,£為線段AC上任意一點(diǎn)(不與A、C重合),經(jīng)過A、E、。三點(diǎn)的圓交直線
于點(diǎn)乩當(dāng)△OEF的面積取得最小值時(shí),求面積的最小值及E點(diǎn)坐標(biāo).
8.(2021下.揚(yáng)州.一模)如圖,拋物線與x軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)8坐標(biāo)為(3,0)頂點(diǎn)尸的坐標(biāo)為(1,一4),
以AB為直徑作圓,圓心為D過P向右側(cè)作OD的切線,切點(diǎn)為C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)請(qǐng)通過計(jì)算判斷拋物線是否經(jīng)過點(diǎn)C;
(3)設(shè)N分別為x軸,y軸上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)四邊形PNMC的周長最小時(shí),請(qǐng)直接寫出M,N兩點(diǎn)的
坐標(biāo).
9.(2122上?宜昌?期末)如圖所示,對(duì)稱軸為直線x=1的拋物線y=/+bx+c與x軸交于力、B兩點(diǎn),與
y軸交于點(diǎn)。(0,-2),點(diǎn)P在拋物線對(duì)稱軸上并且位于x軸的下方,以點(diǎn)P為圓心作過4、B兩點(diǎn)的圓,恰好使
得弧48的長為OP周長的
(1)求該拋物線的解析式;
(2)求OP的半徑和圓心P的坐標(biāo),并判斷拋物線的頂點(diǎn)C與OP的位置關(guān)系;
(3)在拋物線上是否存在一點(diǎn)M,使得SMBM=3V3?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存
在,請(qǐng)說明理由.
10.(2122.全國?專題練習(xí))定義:平面直角坐標(biāo)系尤Oy中,過二次函數(shù)圖像與坐標(biāo)軸交點(diǎn)的圓,稱為該二
次函數(shù)的坐標(biāo)圓.
(1)已知點(diǎn)P(2,2),以P為圓心,逐為半徑作圓.請(qǐng)判斷。P是不是二次函數(shù)y=/-4x+3的坐標(biāo)圓,
并說明理由;
(2)已知二次函數(shù)y=/-4x+4圖像的頂點(diǎn)為A,坐標(biāo)圓的圓心為P,如圖1,求△PO4周長的最小值;
(3)已知二次函數(shù)yuaf-dx+d(0<a<l)圖像交x軸于點(diǎn)A,B,交y軸于點(diǎn)C,與坐標(biāo)圓的第四個(gè)交
點(diǎn)為。,連接尸C,PD,如圖2.若/CPD=120。,求cz的值.
11.(2223上?嘉興?期中)如圖,拋物線y=-%2+版+c與x軸相交于點(diǎn)4B,與y軸相交于點(diǎn)C,已知4C
兩點(diǎn)的坐標(biāo)為力(-1,0),C(0,3).點(diǎn)P是拋物線上第一象限內(nèi)一個(gè)動(dòng)點(diǎn),
(1)求拋物線的解析式,并求出8的坐標(biāo);
(2)如圖1,y軸上有一點(diǎn)。(0,1),連接。P交BC于點(diǎn)H,若“恰好平分DP,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,連接力P交BC于點(diǎn)M,以4M為直徑作圓交ZB、BC于點(diǎn)E、F,若E,F關(guān)于直線4P軸對(duì)稱,
求點(diǎn)E的坐標(biāo).
12.(21-22上?鄂爾多斯?階段練習(xí))如圖,拋物線y=ax2-2x+c經(jīng)過直線y=x-3與坐標(biāo)軸的兩個(gè)交點(diǎn)
A、B,此拋物線與無軸的另一個(gè)交點(diǎn)為C,拋物線的頂點(diǎn)為D
(2)點(diǎn)P為拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),求使S“PB=S-BC的點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)。時(shí)是過4、B、C三點(diǎn)的圓,連接MC、MB、BC,求劣弧CB的長.
13.(22-23下?汕頭?三模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=a/+6x—3(a*0)與x軸交于4(3,0)
0)兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,連接力C,
£/V
AxBO'N_1A_x
(1)求拋物線的解析式與頂點(diǎn)M坐標(biāo):
(2)如圖,在對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)。,使=若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)。的坐標(biāo):若不存在,請(qǐng)說
明理由;
(3)如圖,若點(diǎn)P是拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且N4PB=45。,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)P的橫坐標(biāo)
(4)如圖,以4B為直徑畫交OE,Q為圓上一動(dòng)點(diǎn),拋物線頂點(diǎn)為M,連接MQ,點(diǎn)N為MQ的中點(diǎn),請(qǐng)直
接寫出8N的最小值.
14.(2223上?濟(jì)寧?期末)如圖1,已知拋物線y=-久2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)4(1,0),8(-5,0)兩點(diǎn),且與y軸
交于點(diǎn)C.
(1)求6,c的值.
(2)在第二象限的拋物線上,是否存在一點(diǎn)P,使得APBC的面積最大?求出點(diǎn)尸的坐標(biāo)及APBC的面積
最大值.若不存在,請(qǐng)說明理由.
(3)如圖2,點(diǎn)E為線段BC上一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(不與2,C重合),經(jīng)過B、E、。三點(diǎn)的圓與過點(diǎn)3且垂直于BC的
直線交于點(diǎn)R當(dāng)AOEF面積取得最小值時(shí),求點(diǎn)E坐標(biāo).
15.(2223上淄博?期末)如圖,頂點(diǎn)M在y軸上的拋物線與直線y=x+l相交于4B兩點(diǎn),且點(diǎn)4在x軸
上,點(diǎn)B的橫坐標(biāo)為2.
(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)連接BM.判斷點(diǎn)4是否在以BM為直徑的圓上,并說明理由;
(3)以點(diǎn)M為圓心,M4為半徑畫OM,BC與OM相切于點(diǎn)C.求直線BC的函數(shù)表達(dá)式.
16.(2L22上?長沙?階段練習(xí))如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=加+6無+<?與x軸分別相交于
A、8兩點(diǎn),與y軸相交于點(diǎn)C,下表給出了這條拋物線上部分點(diǎn)(x,y)的坐標(biāo)值:
X-10123
y03430
(1)求出這條拋物線的解析式;
(2)如圖1,直線y=kx+l(k<0)與拋物線交于P,。兩點(diǎn),交拋物線對(duì)稱軸于點(diǎn)T,若AQWT的面積
是APMT面積的兩倍,求女的值;
(3)如圖2,點(diǎn)。是第四象限內(nèi)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)。作。軸,垂足為R△A3。的外接圓與
相交于點(diǎn)E.試問:線段EF的長是否為定值?如果是,請(qǐng)求出這個(gè)定值;如果不是,請(qǐng)說明理由.
圖1圖2
17.(2122上?長沙?期中)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=-5%+5與x軸,y軸分別交于A、C兩
點(diǎn),拋物線y=/+bx+c經(jīng)過A、C兩點(diǎn),與x軸的另一交點(diǎn)為3.
(1)求拋物線解析式;
(2)若點(diǎn)M為無軸下方拋物線上一動(dòng)點(diǎn),尤軸交BC于點(diǎn)N,當(dāng)點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí),線段
的長度最大,求此時(shí)點(diǎn)M的坐標(biāo)及線段的長度;
(3)如圖2,以8為圓心,2為半徑的08與x軸交于E、尸兩點(diǎn)(尸在E右側(cè)),若P點(diǎn)是08上一動(dòng)點(diǎn),
連接E4,以外為腰作等腰RtAP力。,使NP2D=90。(尸、A、。三點(diǎn)為逆時(shí)針順序),連接尸D
①將線段AB繞A點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,請(qǐng)直接寫出B點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo);
②求如長度的取值范圍.
圖1圖2
18.(2L22?遵義?中考真題)如圖,拋物線y=ax2+3+c經(jīng)過點(diǎn)A(-1,0)和點(diǎn)C(0,3)與x軸的另一
交點(diǎn)為點(diǎn)2,點(diǎn)M是直線BC上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)M作軸,交拋物線于點(diǎn)P.
(1)求該拋物線的解析式;
(2)在拋物線上是否存在一點(diǎn)Q,使得AQC。是等邊三角形?若存在,求出點(diǎn)。的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)
說明理由;
(3)以M為圓心,河尸為半徑作。當(dāng)?!ㄅc坐標(biāo)軸相切時(shí),求出。M的半徑.
專題24.4圓與二次函數(shù)的綜合
典例精析
【典例1】如圖,已知拋物線y=/+6久+c與無軸交于點(diǎn)力(2m一1,0)和點(diǎn)B(ni+2,0),與y軸交于點(diǎn)C,
對(duì)稱軸軸為直線乂=-1.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)P是直線AC上一動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)尸作PQIIy軸,交拋物線于點(diǎn)。,以尸為圓心,PQ為半徑作OP,
當(dāng)OP與坐標(biāo)軸相切時(shí),求OP的半徑;
(3)直線y=fcc+3k+4(kK0)與拋物線交于M,N兩點(diǎn),求AAMN面積的最小值.
【思路點(diǎn)撥】
(1)由題意及拋物線的對(duì)稱性知:一1-(2爪-1)=爪+2—(-1),即可求得加的值,從而用待定系數(shù)法
可求得函數(shù)解析式;
(2)首先求出直線AC的解析式為y=―乂-3,由PQ||y軸及點(diǎn)Q在拋物線上,可得點(diǎn)。的坐標(biāo),從而求
得PQ的長度,分兩種情況討論:當(dāng)OP與x軸相切時(shí);當(dāng)OP與y軸相切時(shí);分別利用圓心到切線的距離等
于半徑得到方程,解方程即可求得半徑;
(3)由、=/?:+3々+4(/£k0)知,直線過點(diǎn)G(—3,4),則得4G_Lx軸,且4G=4;聯(lián)立直線與拋物線的解
析式,消去y得一元二次方程,可求得M與N的橫坐標(biāo),再由SMMN=SAAGM+SAAGN=2|x”-XNI,可得
關(guān)于左的函數(shù)關(guān)系式,即可求得面積的最小值.
【解題過程】
(1)解:拋物線y=/+匕X+c與%軸交于點(diǎn)A(2zn—1,0)和點(diǎn)8(TH+2,0),對(duì)稱軸為直線%=-1
???/、8關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱,
???—1—(2m—1)=m+2—(―1),
解得:m——1,
即4(-3,0),8(1,0),
把A、5兩點(diǎn)坐標(biāo)代入y=/+卜%+c中,得^];,
解得:『二2
1c=—3
則所求函數(shù)解析式為y=x2+2x-3;
(2)解:對(duì)于y=%2+2%—3,令汽=0,得y=-3,
C(0,-3),
設(shè)直線AC的解析式為y=ax+d,
則有{一箕f;。,
解得:{評(píng),
所以直線AC的解析式為y=-X-3,
設(shè)點(diǎn)P(a,—a—3),
??,PQIIy軸,點(diǎn)。在拋物線上,
???。的坐標(biāo)為(見。2+2。-3),
PQ—|Q2+2a—3—(—CL—3)|—|ct^+3a|;
當(dāng)。尸與%軸相切時(shí);
\a2+3a|=\—a—3|,
即a2+3d=-CL—3,或ia2+3ci=—(—CL—3),
解得:a=—1,a=-3或a=1,a=-3
顯然a=-3時(shí)點(diǎn)P、。與點(diǎn)A重合,不合題意,則。=一1及a=l,
當(dāng)a=-1時(shí),一a—3=-2;當(dāng)a=1時(shí),—a—3=—4,
此時(shí)。P的半徑分別為2或4;
當(dāng)。尸與y軸相切時(shí);
\a2+3a|=\a\,
即小+3a=—a,或小+3a=a,
解得:a=0,a=—4,或a=0,a=-2,
顯然a=0時(shí)點(diǎn)尸、。與點(diǎn)C重合,不合題意,則@=一4及。=一2,
此時(shí)OP的半徑分別為4或2;
綜上,。尸與坐標(biāo)軸相切時(shí),。尸的半徑分別為2或4;
(3)解:如圖,
當(dāng)久=—3時(shí),y=kX(-3)+3k+4=4,
?,.直線y=kx+3/c+4過點(diǎn)G(—3,4),
??.ZG1%軸,且AG=4;
聯(lián)立直線與拋物線的解析式得:F=+
消去y得:%2+(2—fc)x—3fc—7=0,
v△=(2-fc)2-4x1x(一3k-7)=(k+4)2+16>0,
._-(2-fc)+V(fc+4)2+16_-(2-fc)-7(fc+4)2+16
"XN—2,XM—2,
???XN_XM=J(/c+4)2+16,
11
S
???S^AMN-LAGM+S^AGN-Q/G-(-3-XM)+-AG-(xN+3)=2|%M-
?*,S^AMN=2d(k+4)2+16,
當(dāng)々=一4時(shí),(/c+4)2+16有最小值16,從而ANMN的面積有最小值2x4=8.
學(xué)霸必刷
1.(22-23上?南京?階段練習(xí))已知拋物線y=a(久一3)2+§過點(diǎn)C(0,4),頂點(diǎn)為與x軸交于A、B兩
點(diǎn).如圖所示,以為直徑作圓,記作。Q.
(1)試判斷點(diǎn)C與。。的位置關(guān)系;
(2)直線CM與。。相切嗎?請(qǐng)說明理由;
(3)在拋物線上是否存在一點(diǎn)E,能使四邊形力DEC為平行四邊形.若存在,求出點(diǎn)E的坐標(biāo);若不存在,
請(qǐng)說明理由.
【思路點(diǎn)撥】
(1)求出CD的長,并且CD,。。比較,如果相等,說明點(diǎn)C在圓上;
(2)先用兩點(diǎn)間距離公式求出線段的長,在用勾股定理的逆定理判斷是直角三角形,最后由垂直可判斷相
切;
(3)先嘗試作出四邊形力DEC,再證明一組對(duì)邊平行但不相等,最后說明不存在.
【解題過程】
(1):拋物線y=a(x-3)2+彳過點(diǎn)C(0,4)
25
???4=9a+—
4
???拋物線的解析式為y=—3尸+個(gè)
44
*.*當(dāng)y=0時(shí),方程0=--(x—3)2+交的解為%=8或%=—2
44
???/(—2,0),8(8,0)
J.AB=10,40=5,。0=3
CD=70c2+。。2=V32+42=5
...CD=。。=5
故點(diǎn)c在圓上
(2)如圖,連接CM,CD,MD
代入頂點(diǎn)坐標(biāo)公式,可得:加(3,彳)
利用兩點(diǎn)間距離公式可得:MC2=^,MD2=^,CD2=25
1626
\'MC2+CD2=MD2
:.△MCD為直角三角形
CD1MC
直線CW與。。相切
(3)不存在,理由如下:
如圖,過點(diǎn)C作CEII4B,交拋物線于點(diǎn)E
當(dāng)y=4時(shí),方程4=-抖一3尸+爭(zhēng)勺解為x=0或x=6
;.C(0,4),E(0,6)
CE=6
CE豐AD
.?.在拋物線上不存在一點(diǎn)E,能使四邊形ADEC為平行四邊形
2.(2324上.長沙.階段練習(xí))如圖,拋物線y=a/+bx+c(a,b,c是常數(shù),aK0)的對(duì)稱軸為y軸,
且經(jīng)過(0,0)和(份,2)兩點(diǎn),點(diǎn)尸在該拋物線上運(yùn)動(dòng),以點(diǎn)尸為圓心的OP總經(jīng)過定點(diǎn)4(0,2).
(2)求證:在點(diǎn)尸運(yùn)動(dòng)的過程中,圓心P到x軸的距離始終小于半徑;
(3)設(shè)OP與x軸相交于M(ji,0),Ng0)01<亞)兩點(diǎn),當(dāng)△4MN是以4M為底邊的等腰三角形時(shí),
求圓心P的縱坐標(biāo).
【思路點(diǎn)撥】
(1)拋物線y=a/+打+c(a,b,c是常數(shù),a#0)的對(duì)稱軸為y軸,且經(jīng)過(0,0)和(正,5兩點(diǎn),
2
可得拋物線的一般式為:y=a/,則看=a(V^),進(jìn)而即可求解;
(2)設(shè)尸(7H,jm2^,OP的半徑丁=+4>即可證明;
(3)設(shè)P(n,"2),pa=+4,作PH1MN于H,MH=NH=J》。+4-(/了=2,故MN=4,
由M(n—2,0),N(n+2,0),則4M=J(n—2尸+4,4N=+2尸+4當(dāng)AN=MN時(shí),
V(n+2)2+4=4,即可求解;
【解題過程】
⑴解::拋物線丫二收+塊+^^6,c是常數(shù),。力0)的對(duì)稱軸為y軸,且經(jīng)過(0,0)和(返2)兩
點(diǎn),
二?拋物線的一般式為:y=a/,
工]=a(Va)2,
解得:a=±],
:圖象開口向上,
?1
??CL——
4
...拋物線解析式為:廣沁
故a=b=c=0;
4
2
(2)設(shè)P(zn,^m^,OP的半徑r=Jm2+?7n2—2),
化簡(jiǎn)得:r=J*+4〉*
點(diǎn)P在運(yùn)動(dòng)過程中,圓心P到x軸的距離始終小于半徑;
(3)設(shè)P(n,1話),
*:PA=—n4+4,
\16
作PH1MN于H,
又二PH=工層,
4
則MH=NH=+4_("2'=2,
故MN=4,
.".M(n-2,0),N(n+2,0),
又:力(0,2),
—2.+4,AN=J(n+2++4
當(dāng)AN=MN時(shí),J(n+2/+4=4,
解得:n=-2+2V3,貝日小=4±2V3;
綜上所述,尸的縱坐標(biāo)為:4+2舊或4一2次.
3.(2223上?廣州期末)如圖,拋物線y=—;/-卜+c與x軸相交于點(diǎn)4,B(點(diǎn)4在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸
42
相交于點(diǎn)C,點(diǎn)B的坐標(biāo)為(2,0),OM經(jīng)過4,B,C三點(diǎn),且圓心用在力軸上.
(1)求c的值.
(2)求OM的半徑.
(3)過點(diǎn)C作直線CD,交x軸于點(diǎn)。,當(dāng)直線CD與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn)時(shí)直線CD是否與0M相切?若相切,
請(qǐng)證明;若不相切,請(qǐng)求出直線CD與OM的另外一個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo).
【思路點(diǎn)撥】
(1)將點(diǎn)8(2,0)代入拋物線解析式,利用待定系數(shù)法求拋物線解析式即可;
(2)令y=0,可得—;/一|%+4=0,求解即可確定2點(diǎn)坐標(biāo),然后確定OM的半徑即可;
(3)直線CD與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),則方程y=-1%+4=for+4有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根,由4=
(4/c+6)2-4x1x0=0可求出k的值,進(jìn)而求解即可.
【解題過程】
(1)解::拋物線y=一|%+c經(jīng)過點(diǎn)8(2,0),
—x2—x2+c=0,
42
解得c=4,
;?c的值為4;
(2)在y=一一|工+4中,
令y=0,可得—工/--%+4=0,
42
解得:X]=-8,x2=2,
???4(-8,0),
=2-(-8)=10,
...(DM的半徑為T=5;
(3)直線CD與OM相交.
在了=—工——%x+4中,令x=0,得y=4,
42
AC(0,4).
設(shè)直線CD解析式為丫=kx+b,將點(diǎn)C(0,4)代入,可得b=4,
直線CD解析式為y=fcx+4,
?.?直線CD與拋物線只有一個(gè)交點(diǎn),
,方程y=-^x2-|x+4=fcx+4有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根,
整理,得/+(4k+6)%=0,
.".△=(4/c+6)2-4x1x0=0,
解得k=—£
...直線CD解析式為y=—|久+4,
設(shè)直線CD與。M的另外一個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo)為(%,-|x+4),
VM(-3,0),(DM的半徑為5,
貝l|(x+3)2+(-|x+4)2=52,
解得x=0(舍去)或x=|^,
將X=胃代入到y(tǒng)=-|%+4,可得y=-1x11+4=11,
二直線CD與OM的另外一個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo)為借瀉).
4.(22-23上?廣州?期末)如圖,拋物線y=a/+.+。的圖象與x軸交于點(diǎn)4(-1,0)、B(3,0)與y軸交于
點(diǎn)C,頂點(diǎn)為D以48為直徑在x軸上方畫半圓交y軸于點(diǎn)E,圓心為/,尸是半圓上一動(dòng)點(diǎn),連接DP,點(diǎn)
。為PD的中點(diǎn).
y
(l)試用含a的代數(shù)式表示c;
(2)若/QIPD恒成立,求出此時(shí)該拋物線解析式;
(3)在(2)的條件下,當(dāng)點(diǎn)尸沿半圓從點(diǎn)8運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)A時(shí),點(diǎn)Q的運(yùn)動(dòng)軌跡是什么,試求出它的路徑長.
【思路點(diǎn)撥】
(1)根據(jù)點(diǎn)點(diǎn)4(—1,0)、8(3,0)可得該函數(shù)的解析式為曠=。0+1)0-3),展開括號(hào)即可進(jìn)行解答;
(2)根據(jù)點(diǎn)。為PD的中點(diǎn),且/QLPD,可得點(diǎn)。在。/上,進(jìn)而得出點(diǎn)。的坐標(biāo),即可求解;
(3)根據(jù)題意得N/QD=90。,則點(diǎn)。在以“為直徑的圓上運(yùn)動(dòng),求出點(diǎn)尸與點(diǎn)A和點(diǎn)2重合時(shí)點(diǎn)。的坐
標(biāo),進(jìn)而得出QiQ2b軸,QiQz=2,則點(diǎn)。在以£?/中點(diǎn)為圓心的半圓上運(yùn)動(dòng),再根據(jù)圓的周長公式求解即
可.
【解題過程】
(1)解::拋物線y=a/+bx+c的圖象與x軸交于點(diǎn)4(一1,0)、8(3,0),
...該函數(shù)的解析式為y=a(x+1)(%—3)=ax2—2ax—3a,
??c=3a.
(2)解:連接”,
?.?尸是半圓上一點(diǎn),點(diǎn)。為PD的中點(diǎn),且/Q1PD,
...點(diǎn)。在O/上,
.-.D/=-11XB-1|x[3-(-l)]=2,
??.該拋物線的對(duì)稱軸為直線%=芳=1,
A0(1,-2),
把。(L—2)代入y=ax2—2ax—3a得:—2=a—2Q—3a,
解得:a=5
該拋物線解析式為:y=ixz-x-|;
(3)解:;IQ1PD,
:/QD=90°,
...點(diǎn)。在以川為直徑的圓上運(yùn)動(dòng),
VX(-l,0)>B(3,0),D(l,-2),
...當(dāng)點(diǎn)尸與點(diǎn)8重合時(shí),Q1(祟,言),即Q1(2,-1),
當(dāng)點(diǎn)尸與點(diǎn)A重合時(shí),<?2(與即。2(0,-1),
??QiQzll”軸,Q1Q2=2,
...點(diǎn)。在以£)/中點(diǎn)為圓心的半圓上運(yùn)動(dòng),
點(diǎn)。的路徑長為:|X27T=7T.
5.(2122.全國.專題練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,以點(diǎn)P(2舊3)為圓心的圓與式軸相交于4B兩點(diǎn),與y軸
相切于點(diǎn)C,拋物線y=a/+6%+。經(jīng)過點(diǎn)人、B、C,頂點(diǎn)為。.
(1)求拋物線的表達(dá)式;
(2)點(diǎn)M為y軸上一點(diǎn),連接DM,MP,是否存在點(diǎn)M使得△OMP的周長最小?若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo)及
△DMP的周長最小值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【思路點(diǎn)撥】
(1)如圖①,連接24,PB,PC,設(shè)拋物線對(duì)稱軸交支軸于點(diǎn)G,先求出4(遮,0),B(3V3,0),C(0,-3),
把這三點(diǎn)代入y=ax2+bx+c求解即可;
(2)如圖②,作點(diǎn)P關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)P,連接PO與y軸交于點(diǎn)M,連接PM,此時(shí)△DMP的周長為PM+MD+
DP=P'M+MD+DP=P'D+DP,即當(dāng)點(diǎn)D,M,P,三點(diǎn)共線時(shí),4DMP的周長取得最小值,最小值為P'D+
DP的長,先求出ADMP的周長最小值,然后求出直線DP'的解析式,即可求出點(diǎn)M.
【解題過程】
(1)如圖①,連接P4PB,PC,設(shè)拋物線對(duì)稱軸交x軸于點(diǎn)G,
圖①
由題意得24=PB=PC=2V3,PG=3.
AG=BG=J(2V3)2-32=V3.
力(百,0),B(3A/3,0),C(0,-3).
_1
3。++c=0,"-3’
把點(diǎn)Z(b,0),5(373,0),。(0,-3)代入、=。/+力%+。中,得{27。+37^+。=0,解得"=更
;?拋物線的解析式為y=-1/+#》一3;
(2)存在.如圖②,作點(diǎn)P關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)P,連接P'。與y軸交于點(diǎn)“,連接PM,此時(shí)AOMP的周長為
PM+MD+DP=P'M+MD+DP=P'D+DP,即當(dāng)點(diǎn)D,M,P,三點(diǎn)共線時(shí),/DMP的周長取得最小值,
最小值為P'D+DP的長,
圖②
?.?點(diǎn)P(2班,-3)與點(diǎn)口關(guān)于y軸對(duì)稱,
.?.點(diǎn)P'的坐標(biāo)為(-2百,-3),PP'=4V3,
易得。
DP=4.
P'D=JPP'2+DP2=8,
???P'D+DP=12.
.?.ADMP的周長最小值為12;
設(shè)直線DP'的解析式為y=kx+b1,
將P(-28,-3)、D(2百,1)代入,
得1—2遍上+b]=-3,
守2V3fc+瓦=1.
解得{卜一3,
瓦=—1
???直線DP'的解析式為y=y%-1,
令汽=0,則y=-1,
6.(21」22下?長沙?期中)如圖1,拋物線丫=;乂2一2%與%軸交于0、A兩點(diǎn),點(diǎn)B為拋物線的頂點(diǎn),連
4
接
(1)求NAOB的度數(shù);
(2)如圖2,以點(diǎn)A為圓心,4為半徑作。A,點(diǎn)M在0A上.連接OM、BM,
①當(dāng)△08M是以O(shè)B為底的等腰三角形時(shí),求點(diǎn)M的坐標(biāo);
②如圖3,取0M的中點(diǎn)N,連接BN,當(dāng)點(diǎn)M在。A上運(yùn)動(dòng)時(shí),求線段BN長度的取值范圍.
【思路點(diǎn)撥】
(1)將函數(shù)解析式化為頂點(diǎn)式,得到點(diǎn)2的坐標(biāo),作于則。8=27/=4,即可得到/AOB的
度數(shù);
(2)①先求出A點(diǎn)坐標(biāo).作08的垂直平分線交。A于Mi、M2兩點(diǎn),由A”=4=OH=B“,得到坐標(biāo)為
(4,0).連接4M2,由乙做2從4=Z0HC=45。,AH=AM2=4,得到坐標(biāo)為(8,4);
②延長OB至點(diǎn)。,使BD=OB,則點(diǎn)D坐標(biāo)為(8,-8),連接根據(jù)三角形中位線的性質(zhì)得到BN=^MD,
當(dāng)過點(diǎn)A時(shí),長度達(dá)到最大值,當(dāng)點(diǎn)M在點(diǎn)E處時(shí),有最小值,由此解決問題.
【解題過程】
(1):丫=]/—2;(::]。:-4y一4,點(diǎn)8為拋物線頂點(diǎn),
.,.點(diǎn)2的坐標(biāo)為(4,-4).
作BH1.OA于H,則OH=BH=4,
:.ZAOB=45°.
(2)①-2x=0,解得/=0,x2=8,
A點(diǎn)坐標(biāo)為(8,0).
作OB的垂直平分線交。A于Mi、M2兩點(diǎn),
半徑為4,AH=4,
.?.點(diǎn)H在。A上,此時(shí)
二點(diǎn)H與點(diǎn)%重合,
坐標(biāo)為(4,0).
連接AM?,
乙
VZ.M2HA=OHC=45°,AH=AM2=4,
:.^HAM2=90°,則M2坐標(biāo)為(8,4),
綜上,點(diǎn)M的坐標(biāo)為(4,0)或(8,4).
②延長OB至點(diǎn)。,使8。=。8,則點(diǎn)O坐標(biāo)為(8,—8),
連接
:點(diǎn)N為中點(diǎn),
BN=-MD.
2
如圖,當(dāng)MZ)過點(diǎn)A時(shí),長度達(dá)到最大值,
當(dāng)點(diǎn)M在點(diǎn)E處時(shí),有最小值,
?點(diǎn)A、D橫坐標(biāo)相同,
此時(shí)軸,
;.M£)=8+4=12,OE=8-4=4,
.".4<MD<12,
:.2<BN<6.
7.(2L22上?長沙?階段練習(xí))己知拋物線yud+Zw+B(存0)經(jīng)過A(3,0)、B(4,1)兩點(diǎn),且與y
軸交于點(diǎn)c.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖,設(shè)拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)為在拋物線上是否存在點(diǎn)P,使△的面積是△BD4面積
的2倍?若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
(3)如圖(2),連接AC,E為線段AC上任意一點(diǎn)(不與A、C重合),經(jīng)過A、E、。三點(diǎn)的圓交直線
A8于點(diǎn)尸,當(dāng)△。跖的面積取得最小值時(shí),求面積的最小值及E點(diǎn)坐標(biāo).
【思路點(diǎn)撥】
(1)根據(jù)待定系數(shù)法求解即可;
(2)根據(jù)拋物線的解析式求出點(diǎn)。的坐標(biāo),取點(diǎn)E(l,0),作EP〃人2交拋物線于點(diǎn)尸,得到直線EP
為y=x-l,聯(lián)立方程組求解即可;
(3)作于。,得到。4=OC=3,AD=BD=1,證明所是△AE。的外接圓的直徑,得到AE。/
是等腰直角三角形,當(dāng)。E最小時(shí),的面積最小,計(jì)算即可;
【解題過程】
(1)將點(diǎn)A(3,0),B(4,1)代入可得:
9a+36+35,解得:
14a+4b+3—1
故函數(shù)解析式為y=|x2-|x+3;
(2):拋物線與x軸的交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為0,
—|x+3=0,解得:xj=3f短=2,
???點(diǎn)。的坐標(biāo)為(2,0),取點(diǎn)E(1,0),作£尸〃A3交拋物線于點(diǎn)尸,
:Er>=A£)=l,.?.此時(shí)八PAB的面積是八DAB的面積的兩倍,
,/直線AB解析式為y=尤-3,
.??直線EP為y=x-1,
7-V177+V17
y=x—1X=
22
由15,o解得?
y=-xz2——%+35-V175+V17
-22
22
5-V17-7+V175+V17
...點(diǎn)P坐標(biāo)(目至,xZ
222
(3)如圖2中,作3D_LO4于。.
VA(3,0),C(0,3),B(4,1),
:.OA=OC=3,AD=BD=\,
:.ZOAC=ZBAD=45°,
9
:ZOAF=ZBAD=45°f
:.ZEAF=90°,
???EF是八AEO的外接圓的直徑,
???NEOF=9。。,
:.ZEFO=ZEAO=45°9
△EO尸是等腰直角三角形,
當(dāng)OE最小時(shí),△EOF的面積最小,
:OE_LAC時(shí),?!曜钚?,OC=OA,
:.CE=AE,O£=-AC=—,
22
|),SAEOF=^X^=l
.?.當(dāng)△。斯的面積取得最小值時(shí),面積的最小值為J,E點(diǎn)坐標(biāo)《,
422
8.(20?21下?lián)P州.一模)如圖,拋物線與x軸交于A,2兩點(diǎn),點(diǎn)B坐標(biāo)為(3,0)頂點(diǎn)尸的坐標(biāo)為(1,—4),
以AB為直徑作圓,圓心為。,過尸向右側(cè)作OD的切線,切點(diǎn)為C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)請(qǐng)通過計(jì)算判斷拋物線是否經(jīng)過點(diǎn)C;
(3)設(shè)M,N分別為x軸,y軸上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)四邊形PNMC的周長最小時(shí),請(qǐng)直接寫出M,N兩點(diǎn)的
坐標(biāo).
【思路點(diǎn)撥】
(1)可設(shè)頂點(diǎn)式,將頂點(diǎn)為4(1,-4),點(diǎn)B(3,0)代入求出拋物線的解析式;
(2)首先求出。點(diǎn)坐標(biāo),再利用CO等于圓。半徑為;48=2,由cosNPOC=*=;=;,得出C點(diǎn)坐標(biāo)
2PD42
即可,進(jìn)而判斷拋物線是否經(jīng)過點(diǎn)C即可;
(3)作C關(guān)于x軸對(duì)稱點(diǎn)。,尸關(guān)于y軸對(duì)稱點(diǎn)P',連接P'C',與x軸,y軸交于"、N點(diǎn),此時(shí)四邊形
PNMC周長最小,求出直線P'C'的解析式,求出圖象與坐標(biāo)軸交點(diǎn)坐標(biāo)即可.
【解題過程】
(1)解:設(shè)拋物線的解析式為y=a(x—無/+上把h=1,k=—4,代入得;y=a(x—1)2—4,
把%=3,y=0代入y=a(x-l)2-4,解得a=1,
拋物線的解析式為:y=(x-I)2-4,即:y=%2-2%-3;
(2)解:如圖,
作拋物線的對(duì)稱軸,
2
把y=0代入y=x-2x-3解得X1=-1,x2=3,
.,?A點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,0),
:.AB=|3-(-1)|=4,
.,.OD=2-1=1,
:.D點(diǎn)坐標(biāo)為(1,0),而拋物線的對(duì)稱軸為直線x=1,
...點(diǎn)。在直線x=1上,
過點(diǎn)C作CE1PD,軸,垂足分別為E,F,連接。C,
:PC是的切線,
:.PC1DC,在RtAPC。中
.?.cos乙PDC=—CP=-2=-1
PD42
:.乙PDC=60°,
解直角三角形C£)E,可得OE=1,CE=痘,
...(7點(diǎn)坐標(biāo)為(百+1,-1),
把x—y/3+1代入y—x2—2x—3得:y=-1
.?.點(diǎn)C在拋物線上;
(3)解:如圖2,作點(diǎn)C關(guān)于x軸的對(duì)稱點(diǎn)。,點(diǎn)P關(guān)于y軸的對(duì)稱點(diǎn)口,連接P。,分別交x軸,y軸于
M,N兩點(diǎn),
此時(shí)四邊形PNMC的周長最小,
???(7點(diǎn)坐標(biāo)為(8+1,-1),
點(diǎn)坐標(biāo)為(g+1,1),
的坐標(biāo)為(1,一4),
,「'的坐標(biāo)為(一1,一4),
代入y=kx+b中,[(8+l)k+b=l,
(—k+b=—4
則直線PC的解析式為:y=(-5V3+10)x-5V3+6,
當(dāng)%=0,y=-5^3+6,
故N點(diǎn)坐標(biāo)為:(0,-58+6),
當(dāng)y=0,貝!JO=(-5V3+10)x-5V3+6,
故M點(diǎn)坐標(biāo)為:(社產(chǎn),0).
9.(2122上?宜昌?期末)如圖所示,對(duì)稱軸為直線久=1的拋物線y=/+bx+c與x軸交于力、B兩點(diǎn),與
y軸交于點(diǎn)。(0,-2),點(diǎn)P在拋物線對(duì)稱軸上并且位于x軸的下方,以點(diǎn)P為圓心作過4B兩點(diǎn)的圓,恰好使
得弧的長為OP周長的
(1)求該拋物線的解析式;
(2)求OP的半徑和圓心P的坐標(biāo),并判斷拋物線的頂點(diǎn)C與OP的位置關(guān)系;
(3)在拋物線上是否存在一點(diǎn)M,使得SMBM=3V3?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存
在,請(qǐng)說明理由.
【思路點(diǎn)撥】
(1)根據(jù)二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),根據(jù)對(duì)稱軸為x=l,得—/=—£=1,求出。=一2,把。(0,-2)代
入了二爐+板+的求得C=-2,即可求出拋物線的解析式.
(2)根據(jù)二次函數(shù)的解析式推出4(1一8,0),B(l+V3,o).從而得到。B=g+1.根據(jù)對(duì)稱軸為x=1,
得到。E=l.SF=V3.連接P4PB.由勾股定理可得PE=1,PB=2,求出0P的半徑為2,P的坐標(biāo)
為(1,—1).根據(jù)拋物線y=/_2%-2=(x-I/-3,求出拋物線y=%2-2x-2的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(1,一3).得
到PC=2.所以推出點(diǎn)C在OP上
(3)設(shè)點(diǎn)時(shí)的坐標(biāo)為(4。2-2(1-2),根據(jù)三角形的面積公式推出3*2百*|(12-2。一2|=3百,得到
|a2-2a—2|=3,①當(dāng)a?—2a—2=3時(shí),②當(dāng)a?—2a—2=—3時(shí),求出a的值,即可求得M點(diǎn)的坐
標(biāo).
【解題
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