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直线与抛物线题解

来源:智榕旅游
如图,点P是直线l∶y=-2x-2上的点,过点P的另一条直线m交抛物线y=x2于A、B两点. (1)若直线m的解析式为

,求A,B两点的坐标;

(2)①若点P的坐标为(-2,t).当PA=AB时,请直接写出点A的坐标;②试证明:对于直线l上任意给定的一点P,在抛物线上能找到点A,使得PA=AB成立.

(3)设直线l交y轴于点C,若△AOB的外心在边AB上,且∠BPC=∠OCP,求点P的坐标.

解:(1)∵点A、B是抛物线y=x2与直线解得x=1或B(

,).

.当x=1时,y=1;当

的交点,∴时,

,∴A(1,1),

(2)①∵点P(-2,t)在直线y=-2x-2上,∴t=2,∴P(-2,2).设A(m,m2),如答图1所示,分别过点P、A、B作x轴的垂线,垂足分别为点G、E、F ∵PA=AB,∴AE是梯形PGFB的中位线,∴GE=EF,

.∵GE=EF=OE+OF,∴OF=GE-OE

=(GO-OE)-OE=GO-2OE=2-2m.∵

∴BF=2AE-PG=2m2-2.∴B(2-2m,2m2-2).∵点B在抛物线y=x2上,∴2m2-2=(2-2m)2解得:m=-1或-3,当m=-1时,m2=1;当m=-3时,m2=9∴点A的坐标为(-1,1)或(-3,9).

②设P(a,-2a-2),A(m,m2).如答图1所示,分别过点P、A、B作x轴的垂线,垂足分别为点G、E、F.与①同理可求得:B(2m-a,2m2+2a+2).∵点B在抛物线y=x2上,∴2m2+2a+2=(2m-a)2整理得:2m2-4am+a2-2a-2=0.△=16a2-8(a2-2a-2)=8a2+16a+16=8(a+1)2+8>0,∴无论a为何值时,关于m的方程总有两个不相等的实数根.即对于任意给定的点P,抛物线上总能找到两个满足条件的点A,使得PA=AB成立.

(3)∵△AOB的外心在边AB上,∴AB为△AOB外接圆的直径,∴∠AOB=90°.设A(m,m2),B(n,n2),如答图2所示,过点A、B分别作x轴的垂线,垂足为E、F,则易证△AEO∽△OFB.∴即

,整理得:mn(mn+1)=0,∵mn≠0,

∴mn+1=0,即mn=-1.设直线m的解析式为y

=kx+b,联立,得:x2-kx-b=

0.∵m,n是方程的两个根,∴mn=-b.∴b=1.设直线m与y轴交于点D,则OD=1.易知C(0,-2),OC=2,∴CD=OC+OD=3.∵∠BPC=∠OCP,

∴PD=CD=3.设P(a,-2a-2),过点P作PG⊥y轴于点G,则PG=-a,GD=OG-OD=-2a-3.在Rt△PDG中,由勾股定理得:PG2+GD2=PD2,即:(-a)2+(-2a-3)2=32,整理得:5a2+12a=0,解得a=0(舍去)或

时,

,∴P(

).

,当

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