Question

【題目】如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，直線AB交x軸于點(diǎn)A（5，0），交y軸于點(diǎn)B，AO是⊙M的直徑，其半圓交AB于點(diǎn)C，且AC=3．取BO的中點(diǎn)D，連接CD、MD和OC．

（1）求證：CD是⊙M的切線；
（2）二次函數(shù)的圖象經(jīng)過點(diǎn)D、M、A，其對稱軸上有一動點(diǎn)P，連接PD、PM，求△PDM的周長最小時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)；
（3）在（2）的條件下，當(dāng)△PDM的周長最小時(shí)，拋物線上是否存在點(diǎn)Q，使S△QAM= S△PDM？若存在，求出點(diǎn)Q的坐標(biāo)；若不存在，請說明理由．

Answer 1

【答案】
（1）證明：連接CM，

∵AO是直徑，M是圓心，

∴CM=OM，∠ACO=90°，

∴∠MOC=∠MCO．

∵D為OB的中點(diǎn)，

∴CD=OD，

∴∠DOC=∠DCO．

∵∠DOC+∠MOC=90°，

∴∠DCO+∠MCO=90°，

即∠MCD=90°，

∴CD是⊙M的切線

（2）解：方法一：

∵∠ACO=∠AOB=90°，∠OAB=∠OAB，

∴△ACO∽△AOB，

∴ ，

∴ ，

∴AB= ．

在Rt△AOB中，由勾股定理，得

BO= ，

∵D為OB的中點(diǎn)，

∴OD= OB= ，

∴D（0， ）．

∵OM=AM= OA= ，

∴M（ ，0）．設(shè)拋物線的解析式為y=a（x﹣ ）（x﹣5），由題意，得

=a（0﹣ ）（0﹣5），

解得：a= ，

∴拋物線的解析式為：y= （x﹣ ）（x﹣5），

= （x﹣ ）2﹣ ．

連接AD交對稱軸于P，設(shè)直線AD的解析式為y=kx+b，由題意，得

，

解得： ，

∴直線AD的解析式為：y=﹣ x+ ，

當(dāng)x= 時(shí)，

y= ，

∴P（ ， ）；

方法二：

∵OA=5，AC=3，∠ACO=90°，

∴OC=4，tan∠CAO= ，

∴OB= ，

∵D為BO的中點(diǎn)，

∴D（0， ），M（ ，0），A（5，0），

∴設(shè)拋物線的解析式為：y=a（x﹣ ）（x﹣5），

把D（0， ）代入得a= ，

∴拋物線的解析式為：y= （x﹣ ）2﹣ ，

∵P為對稱軸上一點(diǎn)，

∴PM=PA，

∴△PDM的周長最小時(shí)，D，P，A三點(diǎn)共線，

∵D（0， ），A（5，0），

∴l(xiāng)AD：y=﹣ x+ ，

當(dāng)x= 時(shí)，y= ，

∴P（ ， ）．

（3）解：存在．

∵S△PDM=S△ADM﹣S△APM，

∴S△PDM= × × ﹣ × × ，

= ，

∴S△QAM= = ．

設(shè)Q的縱坐標(biāo)為m，由題意，得

，

∴|m|= ，

∴m=± ，

當(dāng)m= 時(shí)，

= （x﹣ ）2﹣ ．

x1= ，x2= ，

當(dāng)m=﹣ 時(shí)，

﹣ = （x﹣ ）2﹣ ．

x= ．

∴Q（ ， ），（ ， ），（ ，﹣ ）．

【解析】本題是一道二次函數(shù)與幾何的綜合題.解答此題的關(guān)鍵是求出拋物線的解析式.
（1）連接CM，由題意易得CM=OM，從而得到∠MOC=∠MCO，由OA為直徑，根據(jù)圓周角的推論可得∠ACO=90°，易證CD=OD，∠DOC=∠DCO，由∠DOC+∠MOC=90°就可得∠DCO+∠MCO=90°，從而可得結(jié)論；
（2）根據(jù)已知條件可得△ACO∽△AOB求得AC：AO=AO：AB，從而求出AB，在Rt△AOB中由勾股定理求出OB的長，根據(jù)D是OB的中點(diǎn)可求得D的坐標(biāo)，由待定系數(shù)法就可求得拋物線的解析式，從而求出其對稱軸，連接AD交對稱軸于P，先求出AD的解析式就可得點(diǎn)P的坐標(biāo)；
（3）根據(jù)S△PDM=S△ADM-S△APM，可求得△PDM的面積，從而表示出△QAM面積的大小，設(shè)Q的縱坐標(biāo)為m，根據(jù)三角形的面積可求出Q的橫坐標(biāo)，即可得
【考點(diǎn)精析】掌握圓周角定理和切線的判定定理是解答本題的根本，需要知道頂點(diǎn)在圓心上的角叫做圓心角;頂點(diǎn)在圓周上，且它的兩邊分別與圓有另一個(gè)交點(diǎn)的角叫做圓周角;一條弧所對的圓周角等于它所對的圓心角的一半；切線的判定方法：經(jīng)過半徑外端并且垂直于這條半徑的直線是圓的切線．