1.在平面直角坐标系中,二次函数y=3x2−3x﹣2√3的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,连接AC、BC.
2√34√3
(1)求△ABC的周长;
(2)点P是直线BC下方抛物线上一点,当△BPC面积最大时,在x轴下方找一点Q,使得AQ+BQ+√2PQ最小,记这个最小值是d,请求出此时点P的坐标及d2.
(3)在(2)的条件下,连接AP交y轴于点R,将抛物线沿射线PA平移,平移后的抛物线记为y',当y经过点A时,将抛物线y'位于x轴下方部分沿x轴翻折,翻折后所得的曲线记为N,点D'为曲线N的顶点,将△AOP沿直线AP平移,得到△A'O'P',在平面内是否存在点T,使以点D'、R、O'、T为顶点的四边形为菱形?若存在,请直接写出O'的横坐标;若不存在,请说明理由. 解:(1)y=
2√324√3x−x﹣2√3,令x=0,则y=﹣2√3,令y=0,则x=﹣1或3, 33故点A、B、C的坐标分别为(﹣1,0)、(3,0)、(0,﹣2√3), 故:AB=4,BC=√21,AC=√13, 故△ABC的周长为4+√21+√13; (2)如图1,设点P(m,
2√324√3m−m﹣2√3),过点P作PE∥y轴交BC于点E,
33
将点B、C坐标代入一次函数y=kx+b并解得
直线BC的表达式为:y=3x﹣2√3,点E(m,m﹣2√3),
3
132√32√34√339√3S△PBC=2×OB×PE=2(m﹣2√3−3m2+3m+2√3)=−√3(m−2)2+4,
3
2√32√3 第 1 页 共 11 页
∵−√3<0,故当𝑚=2时,S△PBC有最大值
3
9√3,此时,点P(,−2), 42
3
5√3在x轴下方任取点Q,连接PQ、BQ、AQ,将△PQB绕点P顺时针旋转90°到△PQ'B'位置,连接QQ'.
∴B'Q'=BQ,QQ'=√2𝑃𝑄,
故AQ+BQ+√2PQ=AQ+B'Q+QQ',AQ+BQ+√2PQ最小,则A、Q、Q'、B'在同一直线上,∠PQQ'=45°.
由点的坐标90°旋转规律可得: ∵B为(3,0),P(,−
23
5√3), 23+5√32
∴B'坐标为(
3+5√32
,−),
∴直线AB'的表达式为y=−
6−√36−√3𝑥+ 553+5√323+5√32
)+()=46+20√3; 22
𝑑2=(𝐴𝑄+𝐵𝑄+√2𝑃𝑄)2=(𝐴𝐵′)2=(﹣1−(3)存在,点O′的横坐标为
1√5−1√5+19+√2019−√201或−2或或或; 2121215
3
5√3设直线AP解析式为y=mx+n,将A(﹣1,0),P(,−2)代入得{35√3,
2𝑚+𝑛=−22−𝑚+𝑛=0
𝑚=−√3解得{,
𝑛=−√3∴直线AP解析式为𝑦=−√3𝑥−√3,令x=0,得y=−√3, ∴R(0,−√3),
∵y=3x2−3x﹣2√3=3(x﹣1)2−3,∴抛物线y的顶点为(1,−3), 分别过A、P作AH⊥x轴,PH⊥y轴,AH=过点A,即向左平移个单位,
25
5√35
,PH=,抛物线y沿射线PA平移且经222√34√32√38√38√3向上平移
5√3个单位; 2
√3√32√333
(𝑥+)2−,顶点为(−,−), 32626∴平移后的抛物线解析式为𝑦′=∴D′(−2,3
√3), 6
由题意,△AOP沿直线AP平移,得到△A'O'P',∵−√3t),
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𝐴𝑂𝑂𝑅
=
1√3,∴设平移后的点O′(t,
以点D'、R、O'、T为顶点的四边形为菱形,可以分三种情况: ①O′D′=D′R ∴(t+)2+(−√3t−解得:𝑡1=∴𝑂′1(2√5−1√5−132√36)2=()2+(−√3−
2
3
√36)2,
,𝑡2=2−√5−1, 2,−√15+√3−√5−1√15+√3),𝑂′(,2); 222②O′R=D′R
∴𝑡+(−√3𝑡+√3)=()2+(−√3−
2
2
32
√36)2,
解得:𝑡3=∴𝑂′3(
9+√2019−√201,𝑡=, 412129+√2013√3+√679−√201√67−3√3,−),𝑂′(,); 4124124③O′D′=O′R
∴𝑡2+(−√3𝑡+√3)2=(𝑡+2)2+(−√3𝑡−6)2,解得:𝑡=15 ∴𝑂′5(15,−15);
1
√33√31
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2.若一个三角形一条边的平方等于另两条边的乘积,我们把这个三角形叫做比例三角形. (1)已知△ABC是比例三角形,AB=2,BC=3,请直接写出所有满足AC条件的长; (2)如图,点A在以BC为直径的圆上,BD平分∠ABC,AD∥BC,∠ADC=90°. ①求证:△ABC为比例三角形; ②求
𝐵𝐷𝐴𝐶
的值.
(3)若以点C为顶点的抛物线y=mx2﹣4mx﹣12m(m<0)与x轴交于A、B两点,△ABC是比例三角形,若点M(x0,y0)为该抛物线上任意一点,总有n−√3≤−﹣40√3y0+298成立,求实数n的最大值.
16√3my023
解:(1)∵AB=2,BC=3 ∴1<AC<5
𝐴𝐵24①若AB=BC•AC,则AC=𝐵𝐶=3
2
𝐵𝐶9
②若BC=AB•AC,则AC=𝐴𝐵=2 2
2
③若AC2=AB•BC=6,则AC=√6 综上所述,满足条件的AC的长为,,√6.
3
24
9
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(2)①证明:∵AD∥BC
∴∠DAC=∠ACB,∠ADB=∠DBC ∵BD平分∠ABC ∴∠ABD=∠DBC ∴∠ABD=∠ADB ∴AB=AD
∵点A在以BC为直径的圆上 ∴∠BAC=90°
∵∠BAC=∠CDA=90°,∠ACB=∠DAC ∴△ABC∽△DCA ∴
𝐵𝐶𝐴𝐶
=
𝐴𝐶𝐷𝐴
∴AC2=BC•DA=BC•AB ∴△ABC为比例三角形
②∵∠BAC=∠CDA=90°,AB=AD ∴BC2=AB2+AC2,AC2=AD2+CD2=AB2+CD2 ∵AD∥BC
∴∠BCD=180°﹣∠ADC=90°
∴BD2=BC2+CD2=AB2+AC2+AC2﹣AB2=2AC2 ∴BD=√2AC ∴
(3)∵y=mx2﹣4mx﹣12m=m(x﹣2)2﹣16m(m<0) ∴抛物线开口向下,顶点C(2,﹣16m) ∵y=0时,mx2﹣4mx﹣12m=0 解得:x1=﹣2,x2=6
∴A(﹣2,0),B(6,0),AB=8
∴AC=BC=√(2+2)2+(−16𝑚)2=4√1+16𝑚2 ∵△ABC是比例三角形 ∴AB2=BC•AC或AC2=AB•BC
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𝐵𝐷𝐴𝐶
=
√2
∴AB=AC ∴4√1+16𝑚2=8 解得:m1=
√34(舍去),m2=−
√3√34 √3∴抛物线解析式为y=−4x2+√3x+3√3=−4(x﹣2)2+4√3 ∵M(x0,y0)在抛物线上 ∴y0≤4√3 设z=−
16√3my02﹣40√3y0+298=4y02﹣40√3y0+298=4(y0﹣5√3)2﹣2 3∴当y0≤4√3时,z随x的增大而减小
∴y0=4√3时,z最小值=4×(4√3−5√3)2﹣2=4×3﹣2=10 ∵n−√3≤z恒成立,即n−√3≤10 ∴n的最大值为10+√3
3.如图,抛物线L1:y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,且A(﹣1,0),OB=OC=3OA.若抛物线L2与抛物线L1关于直线x=2对称. (1)求抛物线L1与抛物线L2的解析式:
(2)在抛物线L1上是否存在一点P,在抛物线L2上是否存在一点Q,使得以BC为边,且以B、C、P、Q为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出P、Q两点的坐标:若不存在,请说明理由.
解:(1)∵A(﹣1,0) ∴OB=OC=3OA=3 ∴B(3,0),C(0,3)
∵抛物线L1:y=ax2+bx+c经过点A、B、C
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𝑎−𝑏+𝑐=0𝑎=−1∴{9𝑎+3𝑏+𝑐=0 解得:{𝑏=2 0+0+𝑐=3𝑐=3
∴抛物线L1的解析式为y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4 ∴抛物线L1的顶点D(1,4)
∵抛物线L2与抛物线L1关于直线x=2对称
∴两抛物线开口方向、大小相同,抛物线L2的顶点D'与点D关于直线x=2对称 ∴D'(3,4)
∴抛物线L2的解析式为y=﹣(x﹣3)2+4
(2)存在满足条件的P、Q,使得以BC为边且以B、C、P、Q为顶点的四边形为平行四边形.
设抛物线L1上的P(t,﹣t2+2t+3) ①若四边形BCPQ为平行四边形,如图1, ∴BQ∥PC,BQ=PC
∴BQ可看作是CP向右平移3个单位,再向下平移3个单位得到的 ∴Q(t+3,﹣t2+2t) ∵点Q在抛物线L2上 ∴﹣t2+2t=﹣(t+3﹣3)2+4 解得:t=2
∴P(2,3),Q(5,0)
②若四边形BCQP为平行四边形,如图2, ∴BP∥CQ,BP=CQ
∴CQ可看作是BP向左平移3个单位,再向上平移3个单位得到的 ∴Q(t﹣3,﹣t2+2t+6) ∴﹣t2+2t+6=﹣(t﹣3﹣3)2+4 解得:t=5 ∴P(
19
19
,−25),Q(,−25) 55
19
96
4
21
综上所述,存在P(2,3),Q(5,0)或P(
,−25),Q(,−25),使得以BC为
55
96
4
21
边且以B、C、P、Q为顶点的四边形为平行四边形.
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4.如图,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,点O在AB上,以点O为圆心,OA为半径的圆恰好经过点D,分别交AC、AB于点E、F. (1)试判断直线BC与⊙O的位置关系,并说明理由; (2)若BD=2√3,AB=6,求阴影部分的面积(结果保留π).
(1)证明:连接OD,如图: ∵OA=OD, ∴∠OAD=∠ODA, ∵AD平分∠CAB, ∴∠OAD=∠CAD, ∴∠CAD=∠ODA,
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∴AC∥OD,
∴∠ODB=∠C=90°, 即BC⊥OD,
又∵OD为⊙O的半径, ∴直线BC是⊙O的切线;
(2)解:设OA=OD=r,则OB=6﹣r, 在Rt△ODB中,由勾股定理得:OD2+BD2=OB2, ∴r2+(2√3)2=(6﹣r)2, 解得:r=2, ∴OB=4,OD=2, ∴OD=OB, ∴∠B=30°,
∴∠DOB=180°﹣∠B﹣∠ODB=60°,
160𝜋×22𝜋
∴阴影部分的面积S=S△ODB﹣S扇形DOF=×2 √3×2−=2√3−.
236032
1
2
5.如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,OD⊥BC于点D,过点C作⊙O的切线,交OD的延长线于点E,连结BE. (1)求证:BE是⊙O的切线;
(2)设OE交⊙O于点F,若DF=2,BC=4√3,求线段EF的长; (3)在(2)的条件下,求阴影部分的面积.
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(1)证明:连接OC,如图,
∵CE为切线, ∴OC⊥CE, ∴∠OCE=90°, ∵OD⊥BC, ∴CD=BD, 即OD垂直平分BC, ∴EC=EB, 在△OCE和△OBE中 𝑂𝐶=𝑂𝐵{𝑂𝐸=𝑂𝐸, 𝐸𝐶=𝐸𝐵
∴△OCE≌△OBE(SSS), ∴∠OBE=∠OCE=90°, ∴OB⊥BE, ∴BE与⊙O相切;
(2)解:设⊙O的半径为x,则OD=OF﹣DF=x﹣2,OB=x, 在Rt△OBD中,BD=2BC=2√3,
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1
∵OD2+BD2=OB2,
∴(x﹣2)2+(2√3)2=x2,解得x=4, ∴OD=2,OB=4, ∴∠OBD=30°, ∴∠BOD=60°, ∴OE=2OB=8,
∴EF=OE﹣OF=8﹣4=4.
(3)∵∠BOE=60°,∠OBE=90°, ∴在Rt△OBE中,BE=√3OB=4√3, ∴S阴影=S四边形OBEC﹣S扇形OBC
1120⋅𝜋×42
=2××4×4√3−,
2360=16√3−
16𝜋
. 3 第 11 页 共 11 页
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