(2013•海宁市模拟)如图,二次函数的图象经过点A(-1,0)和点B,交y轴于点C,顶点为D(1,4).矩形EFGH的

(2013•海宁市模拟)如图,二次函数的图象经过点A(-1,0)和点B,交y轴于点C,顶点为D(1,4).矩形EFGH的顶点E、F在线段AB上,点G、H在这个二次函数的图象上.设点E的坐标为(m,0).(m<1)
(1)求点C的坐标;
(2)当m为何值时,矩形EFGH的周长最大,并求出这个最大值;
(3)设m2-2m=n,若以GH为直径的⊙P经过点C时,试判断⊙P与y轴的位置关系,并求出n的值.
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dxin021 幼苗

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解题思路:(1)由抛物线的顶点坐标为D(1,4),可设这个二次函数的解析式为y=a(x-1)2+4,将A点(-1,0)代入,运用待定系数法求出此二次函数的解析式,进而得出与y轴交点C的坐标;
(2)设矩形EFGH的周长为l,过点D作DM⊥AB于点M,则EF=2-2m,HE=-m2+2m+3,根据矩形的周长公式得出l=2(EF+HE)=-2m2+10,再根据二次函数的性质,即可求出m=0时,矩形EFGH的周长有最大值是10;
(3)由于点C在y轴上,所以当以GH为直径的⊙P经过点C时,⊙P与y轴有一个或两个交点.分两种情况讨论:①当⊙P与y轴只有一个交点C时,⊙P与y轴相切,切点为C,此时点H与点C重合,则m=0,所以n=m2-2m=0;②当⊙P与y轴有两个交点时,⊙P与y轴相交,设GH交y轴于点N,连接CP,则PN=1,CP=1-m,CN=OC-ON=3-(-m2+2m+3)=m2-2m,在Rt△CPN中运用勾股定理,得CN2+PN2=CP2,即(m2-2m)2+12=(1-m)2,即可求出n=1.

(1)设这个二次函数的解析式为y=a(x-1)2+4,
把x=-1,y=0代入,得0=4a+4,解得a=-1,
∴y=-(x-1)2+4=-x2+2x+3,
∴点C的坐标为(0,3);

(2)设矩形EFGH的周长为l,过点D作DM⊥AB于点M,如图,
则EM=FM=1-m,EF=2(1-m)=2-2m.
当x=m时,y=-m2+2m+3,
∴HE=-m2+2m+3,
∴l=2(EF+HE)=2(2-2m-m2+2m+3)=-2m2+10,
∴当m=0时,l有最大值,l的最大值为10.
即当m=0时,矩形EFGH的周长最大,这个最大值是10;

(3)①当⊙P与y轴只有一个交点C时,⊙P与y轴相切,如图,
此时点H与点C重合,
∴m=0,
∴n=m2-2m=0;
②当⊙P与y轴有两个交点时,⊙P与y轴相交,且-1<m<1.
设GH交y轴于点N,连接CP,如图,
则PN=1,CP=HP=1-m,ON=HE=-m2+2m+3,
∴CN=OC-ON=3-(-m2+2m+3)=m2-2m.
∵GH⊥y轴,
∴CN2+PN2=CP2
∴(m2-2m)2+12=(1-m)2
∴(m2-2m)2=m2-2m,即n2=n.
∵n=m2-2m≠0,
∴n=1.

点评:
本题考点: 二次函数综合题.

考点点评: 本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有运用待定系数法求二次函数的解析式,矩形的性质,二次函数的性质,勾股定理,直线与圆的位置关系,综合性较强,难度适中.运用数形结合、分类讨论及方程思想是解题的关键.

1年前

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