试题

题目:
青果学院如图,在平面直角坐标系xOy中,⊙A的半径为3,A点的坐标为(2,0),C、E分别是⊙A与y轴、x轴的交点,过C点作⊙A的切线BC交x轴于点B.
(1)求直线BC的解析式;
(2)若抛物线y=ax2+bx+c经过B、A两点,且顶点在直线BC上,求此抛物线的顶点的坐标;
(3)在x轴上是否存在一点P,使△PCE和△CBE相似?若存在,请你求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
答案
青果学院
解:(1)连接AC,由直线BC为圆A的切线,得到CA⊥CB,
又∵⊙A的半径为3,
∴AC=3,
又∵A点的坐标为(2,0),即OA=2,
在Rt△AOC中,根据勾股定理得:OC=
AC2-OA2
=
5

∴点C坐标为(0,
5
),
又∠OCB+∠OCA=90°,∠OCA+∠OAC=90°,
∴∠OCB=∠OAC,又∠COB=∠AOC=90°,
∴△BOC∽△COA,
BO
OC
=
OC
OA
,又OC=
5
,OA=2,
∴BO=
5
2
,即B(-
5
2
,0),
设直线BC的方程为y=kx+b,
把B和C的坐标代入得:
b=
5
-
5
2
k+b=0

解得:k=
2
5
5
,b=
5

则直线BC的方程为y=
2
5
5
x+
5


(2)抛物线y=ax2+bx+c经过B、A两点,且顶点在直线BC上,
∵A(2,0),B(-
5
2
,0),
2-
5
2
2
=-
1
4

∴对称轴为直线x=-
1
4
,即顶点横坐标为-
1
4

把x=-
1
4
代入y=
2
5
5
x+
5
得:y=
9
5
10

则此抛物线的顶点的坐标为(-
1
4
9
5
10
);

(3)x轴上存在一点P,使△PCE和△CBE相似,理由如下:
∵AE=3,OA=2,
∴OE=1,
在Rt△OCE中,根据勾股定理得:CE=
OC2+OE2
=
6

∵OB=
5
2
,OE=1,
∴BE=1.5,
假设存在这样的点P,
当点P在点B左侧时,如图所示:
青果学院
若△BCE∽△CPE,则有
CE
PE
=
BE
CE

6
PE
=
1.5
6

解得:PE=4,
则点P的坐标为(-5,0);
当点P在点B右侧时,要使△CBE∽△PCE,则有∠BEC=∠CEP,
∴∠BEC=∠CEP=90°,与题设矛盾,
∴不存在这样的P满足题意,
综上,满足题意的P点有1个,P的坐标为(-5,0).
青果学院
解:(1)连接AC,由直线BC为圆A的切线,得到CA⊥CB,
又∵⊙A的半径为3,
∴AC=3,
又∵A点的坐标为(2,0),即OA=2,
在Rt△AOC中,根据勾股定理得:OC=
AC2-OA2
=
5

∴点C坐标为(0,
5
),
又∠OCB+∠OCA=90°,∠OCA+∠OAC=90°,
∴∠OCB=∠OAC,又∠COB=∠AOC=90°,
∴△BOC∽△COA,
BO
OC
=
OC
OA
,又OC=
5
,OA=2,
∴BO=
5
2
,即B(-
5
2
,0),
设直线BC的方程为y=kx+b,
把B和C的坐标代入得:
b=
5
-
5
2
k+b=0

解得:k=
2
5
5
,b=
5

则直线BC的方程为y=
2
5
5
x+
5


(2)抛物线y=ax2+bx+c经过B、A两点,且顶点在直线BC上,
∵A(2,0),B(-
5
2
,0),
2-
5
2
2
=-
1
4

∴对称轴为直线x=-
1
4
,即顶点横坐标为-
1
4

把x=-
1
4
代入y=
2
5
5
x+
5
得:y=
9
5
10

则此抛物线的顶点的坐标为(-
1
4
9
5
10
);

(3)x轴上存在一点P,使△PCE和△CBE相似,理由如下:
∵AE=3,OA=2,
∴OE=1,
在Rt△OCE中,根据勾股定理得:CE=
OC2+OE2
=
6

∵OB=
5
2
,OE=1,
∴BE=1.5,
假设存在这样的点P,
当点P在点B左侧时,如图所示:
青果学院
若△BCE∽△CPE,则有
CE
PE
=
BE
CE

6
PE
=
1.5
6

解得:PE=4,
则点P的坐标为(-5,0);
当点P在点B右侧时,要使△CBE∽△PCE,则有∠BEC=∠CEP,
∴∠BEC=∠CEP=90°,与题设矛盾,
∴不存在这样的P满足题意,
综上,满足题意的P点有1个,P的坐标为(-5,0).
考点梳理
二次函数综合题;待定系数法求一次函数解析式;二次函数的性质;勾股定理;切线的性质;相似三角形的判定.
(1)连接AC,由BC为圆A的切线,根据切线的性质得到CA与CB垂直,同时由半径为3,得到AC为3,由A的坐标得到OA的长,在直角三角形OAC中,利用勾股定理求出OC的长,确定出C的坐标,又CO与AB垂直,得到一对直角相等,再利用同角的余角相等,得到一对角相等,根据两对对应角相等的两三角形相似可得三角形BOC与三角形COA相似,由相似得线段成比例,将OC,OA的长代入求出OB的长,确定出B的坐标,设出直线BC的方程为y=kx+b,将B和C的坐标代入,得出关于k与b的方程组,求出方程组的解集得到k与b的值,确定出直线BC的方程;
(2)抛物线y=ax2+bx+c经过B、A两点,且顶点在直线BC上,由A和B的坐标求出线段AB的中点坐标,即为抛物线顶点的横坐标,将求出的横坐标代入直线BC的解析式中求出对应y的值,即为顶点的纵坐标,进而确定出顶点的坐标;
(3)存在,理由为:假设在x轴上存在一点P,使△PCE和△CBE相似,可能有两种情况,当P在B的左侧时,根据题意画出图形,由AE为圆的半径,OA,利用AE-OA求出OE的长,在直角三角形COE中,由OC及OE的长,利用勾股定理求出EC的长,再由OB-OE求出BE的长,根据△PCE和△CBE相似得出比例式,将求出的BE及CE代入,求出PE的长,根据PE+OE=OP,求出OP的长,可得出此时P的坐标;当P在B的右侧时,由△PCE和△CBE相似,得到∠BEC=∠ECP,根据内错角相等两直线平行得到CP与x轴平行,即CP与x轴没有交点,此时P不存在,综上,得到满足题意的P的坐标.
此题属于二次函数的综合题,涉及的知识有:切线的性质,相似三角形的判定与性质,二次函数的性质,勾股定理,利用待定系数法求一次函数的解析式,利用了转化,分类讨论及数形结合的思想,是一道综合性较强的题.本题比较难,锻炼了学生综合分析问题,解决问题的能力.
存在型.
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