在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線y=-x2+bx+c與x軸交于A、B兩點(點A在點B的左側(cè)),與y軸交于點C,頂點為D,且點B的坐標(biāo)為(1,0),點C的坐標(biāo)為(0,3).
(1)求拋物線及直線AC的解析式;
(2)E、F是線段AC上的兩點,且∠AEO=∠ABC,過點F作與y軸平行的直線交拋物線于點M,交x軸于點N.當(dāng)MF=DE時,在x軸上是否存在點P,使得以點P、A、F、M為頂點的四邊形是梯形?若存在,請求出點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由;
(3)若點Q是位于拋物線對稱軸左側(cè)圖象上的一點,試比較銳角∠QCO與∠BCO的大。ㄖ苯訉懗鼋Y(jié)果,不要求寫出求解過程,但要寫出此時點Q的橫坐標(biāo)x的取值范圍).
解:(1)∵拋物線y=-x
2+bx+c過B(1,0)、C(0,3)兩點
∴
解得
∴拋物線的解析式為y=-x
2-2x+3
由y=-x
2-2x+3可得A點坐標(biāo)為(-3,0)
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+n,
∴
解得
∴直線AC的解析式為y=x+3.
(2)∵OA=OC=3,OB=1
∴△AOC是等腰直角三角形,AC=
,AB=4
∴∠ECO=45°
∵∠AEO=∠ABC,∠EAO=∠BAC
∴△AEO∽△ABC
∴
∴
∴AE=
.
∴CE=AC-AE=
-
=
過點E作EH⊥y軸于H
可得EH=CH=1,OH=2
∴E點的坐標(biāo)為(-1,2)
∵拋物線y=-x
2-2x+3頂點D的坐標(biāo)為(-1,4)
∴ED=2
∴MF=ED=2
∵F在線段AC上,M在拋物線y=-x
2-2x+3上
∴設(shè)F點的坐標(biāo)為(x,x+3),M點的坐標(biāo)為(x,-x
2-2 x+3)
∴-x
2-2 x+3-(x+3)=2
解得x
1=-2,x
2=-1(不合題意,舍去)
∴F點的坐標(biāo)為(-2,1)
∴FN=NA=1
在x軸上存在點P,使得以點P、A、F、M為頂點的四邊形是梯形
當(dāng)FP∥MA時,可得
∴
∴
∴P點的坐標(biāo)為(-
,0)
當(dāng)MP∥FA時,可得
∴PN=3
∴P點的坐標(biāo)為(-5,0)
∴在x軸上存在點P使得以點P、A、F、M為頂點的四邊形是梯形
點P的坐標(biāo)為(-
,0)或(-5,0).
(3)當(dāng)x<-5時,銳角∠QCO<∠BCO
當(dāng)x=-5時,銳角∠QCO=∠BCO
當(dāng)-5<x<-1時,銳角∠QCO>∠BCO.
分析:(1)利用待定系數(shù)法,把已知坐標(biāo)代入求出拋物線的解析式.設(shè)直線AC的解析式為y=kx+n,爸已知坐標(biāo)代入求出直線AC的解析式.
(2)首先證明△AEO∽△ABC,利用線段比求出AE的長.然后作EH⊥y軸于H,易得E點坐標(biāo).設(shè)F點的坐標(biāo)為(x,x+3),M點的坐標(biāo)為(x,-x
2-2 x+3),求出點P的坐標(biāo),然后根據(jù)MP∥FA所推出的線段比求出PN的值從而求出P點坐標(biāo).
(3)份額根據(jù)x的取值范圍不同求解.
點評:本題考查的是二次函數(shù)的有關(guān)知識以及相似三角形的判定定理,難度較大.