如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,2),O为坐标原点.设P点在第一象限

如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,2),O为坐标原点.设P点在第一象限,以P为圆心,半径为1的⊙P与y轴及矩形OABC的边BC都相切.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过O、P、A三点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若⊙P与矩形OABC组合得到的图形的面积能被一条直线l平分,求这条直线l的解析式;
(3)若点N在抛物线上,问x轴上是否存在点M,使得以M为圆心的⊙M能与△PAN的三边PA、PN、AN所在直线都相切?若存在,请求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
凌晨1点睡 1年前 已收到1个回答 举报

fhqese 幼苗

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解题思路:(1)将三点坐标代入所设的解析式方程可得abc的值,进而可得解析式;
(2)连接AC、OB相交于Q,易得Q是矩形OABC的对称中心,进而设其方程为y=kx+b,代入PQ的坐标可得答案;
(3)假设存在并设出其坐标,①⊙M与△PAN的三边PA、PN、AN相切,②⊙M与△PAN的边AP、AN的延长线相切,两种情况讨论,根据相切的性质,分析可得答案.

(1)∵O(0,0),P(1,3),A(4,0),
在抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)上,


c=0
a+b=3
16a+4b=0,


a=−1
b=4
c=0,
所以抛物线的解析式为:y=-x2+4x.(2分)

(2)连接AC、OB相交于Q,则Q是矩形OABC的对称中心,
∵P是⊙P的对称中心,
∴PQ平分⊙P与矩形OABC组合得到的图形的面积
设PQ的解析式为y=kx+b,∵P(1,3)、Q(2,1)(4分)


k+b=3
2k+b=1,


k=−2
b=5,
所以PQ解析式为y=-2x+5.(5分)

(3)假设x轴上存在点M,使得⊙M与△PAN的三边PA、PN、AN所在的直线都相切,
则有如下两种情形:
①当⊙M与△PAN的三边PA、PN、AN相切时,则M是△PAN的内心.
∵M在x轴上,
∴x轴为∠PAN的平分线,
∴P(1,3)关于x轴的对称点G(1,-3)在AN上,
所以AN的解析式为:y=x-4,


y=x−4
y=−x2+4x得到N(-1,-5)(7分)
作PR⊥ox轴于R,∵PR=3=AR,
∴∠PAO=45°,
在等腰直角△ARP中,PR=3=AR,
∴PA=3
2
作NH⊥ox轴于H,因为AN的解析式为:y=x-4,
所以∠NAH=45°,
∵在等腰直角△AHN中,AH=5,NH=3,
∴AN=5
2,在Rt△NAP中,PN=
PA2+AN2=2
17
∴Rt△NAP的内切圆⊙M的半径MT=
AN+PA−PN
2=4
2−
17,
∴AM=
2MT=8−
34,
∴M(
34−4,0).(9分)
②当⊙M与△PAN的边AP、AN的延长线相切于J、S,且与AN边相切于R时,则M是△PAN的旁心.
由①Rt△NAP的三边长度分别为:AN=5
2,PA=3
2,PN=2
17
∴NS=NR,PR=PJ,
∴旁切圆的半径MS=
AP+AN+PN
2=4
2+
17,
∴AM=
2MS=8+
34,M(−
34−4,0).
综上所述:x轴上存在点M,
使得⊙M与△PAN的三边PA、PN、AN所在的直线都相切M(
34−4,0)、M(−
34−4,0).(12分)

点评:
本题考点: 二次函数综合题.

考点点评: 本题考查学生将二次函数的图象与解析式相结合处理问题、解决问题的能力.

1年前

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