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已知两直线l1,l2分别经过点A(1,0),点B(-3,0),并且当两直线同时相...

已知两直线l1,l2分别经过点A(1,0),点B(-3,0),并且当两直线同时相交于y正半轴的点C时,恰好有l1⊥l2,经过点A、B、C的抛物线的对称轴与直线l1交于点K,如图所示.
(1)求点C的坐标,并求出抛物线的函数解析式;
(2)抛物线的对称轴被直线l1,抛物线,直线l2和x轴依次截得三条线段,问这三条线段有何数量关系?请说明理由;
(3)当直线l2绕点C旋转时,与抛物线的另一个交点为M,请找出使△MCK为等腰三角形的点M,简述理由,并写出点M的坐标.

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(1)利用△BOC∽△COA,得出C点坐标,再利用待定系数法求出二次函数解析式即可; (2)可求得直线l1的解析式为,直线l2的解析式为,进而得出D,E,F点的坐标即可得出,三条线段数量关系; (3)利用等边三角形的判定方法得出△ABK为正三角形,以及易知△KDC为等腰三角形,进而得出△MCK为等腰三角形时M点坐标. 【解析】 (1)解法1:∵l1⊥l2, ∴∠ACB=90°,即∠ACO+∠BCO=90°, 又∠ACO+∠CAO=90°, ∴∠BCO=∠CAO,又∠COA=∠BOC=90° ∴△BOC∽△COA, ∴, 即, ∴, ∴点C的坐标是(0,), 由题意,可设抛物线的函数解析式为, 把A(1,0),B(-3,0)的坐标分别代入, 得, 解这个方程组,得, ∴抛物线的函数解析式为. 解法2:由勾股定理,得(OC2+OB2)+(OC2+OA2)=BC2+AC2=AB2, 又∵OB=3,OA=1,AB=4, ∴, ∴点C的坐标是(0,), 由题意可设抛物线的函数解析式为y=a(x-1)(x+3),把C(0,)代入 函数解析式得, 所以,抛物线的函数解析式为=; (2)解法1:截得三条线段的数量关系为KD=DE=EF. 理由如下: 设直线l1的解析式为y=kx+b,把A(1,0),C(0,),代入解析式, 解得k=-,b=, 所以直线l1的解析式为, 同理可得直线l2的解析式为, 抛物线的对称轴为直线x=-1, 由此可求得点K的坐标为(-1,), 点D的坐标为(-1,),点E的坐标为(-1,),点F的坐标为(-1,0), ∴KD=,DE=,EF=, ∴KD=DE=EF. 解法2:截得三条线段的数量关系为KD=DE=EF, 理由如下: 由题意可知Rt△ABC中,∠ABC=30°,∠CAB=60°, 则可得,, 由顶点D坐标(-1,)得, ∴KD=DE=EF=; (3)当点M的坐标分别为(-2,),(-1,)时,△MCK为等腰三角形. 理由如下: (i)连接BK,交抛物线于点G, ∵F(-1,0),直线l1的解析式为, ∴K(-1,2), ∵B(-3,0), ∴直线BK的解析式为:y=x+3①, ∵抛物线的函数解析式为y═②; ①②联立即可求出点G的坐标为(-2,), 又∵点C的坐标为(0,),则GC∥AB, ∵可求得AB=BK=4,且∠ABK=60°,即△ABK为正三角形, ∴△CGK为正三角形 ∴当l2与抛物线交于点G,即l2∥AB时,符合题意,此时点M1的坐标为(-2,), (ii)连接CD,由KD=,CK=CG=2,∠CKD=30°,易知△KDC为等腰三角形, ∴当l2过抛物线顶点D时,符合题意,此时点M2坐标为(-1,), (iii)当点M在抛物线对称轴右边时,只有点M与点A重合时,满足CM=CK, 但点A、C、K在同一直线上,不能构成三角形, 综上所述,当点M的坐标分别为(-2,),(-1,)时,△MCK为等腰三角形.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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