Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，半徑為1的圓的圓心O在坐標(biāo)原點(diǎn)，且與兩坐標(biāo) 軸分別交于A、B、C、D四點(diǎn)．拋物線y=ax²+bx+c與y軸交于點(diǎn)D，與直線y=x交于點(diǎn)M、N，且MA、NC分別與圓O相切于點(diǎn)A和點(diǎn)C．
（1）求拋物線的解析式；
（2）拋物線的對(duì)稱(chēng)軸交x軸于點(diǎn)E，連接DE，并延長(zhǎng)DE交圓O于F，求EF的長(zhǎng)；
（3）過(guò)點(diǎn)B作圓O的切線交DC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)P，在拋物線上找一點(diǎn)Q，使△BDQ的面積與△BDP的面積相等，求點(diǎn)Q的坐標(biāo)．

Answer 1

解：（1）∵圓心O在坐標(biāo)原點(diǎn)，圓O的半徑為1，
∴A（-1，0）、B（0，-1）、C（1，0）、D（0，1），
∵拋物線與直線y=x交于點(diǎn)M、N，且MA、NC分別與圓O相切于點(diǎn)A和點(diǎn)C，
∴M（-1，-1）、N（1，1），
∵點(diǎn)D、M、N在拋物線上，
∴將D（0，1）、M（-1，-1）、N（1，1）的坐標(biāo)代入y=ax²+bx+c，
得：，
解得：，
∴拋物線的解析式為y=-x²+x+1；

（2）∵y=-x²+x+1=-（x-）²+，
∴拋物線的對(duì)稱(chēng)軸為直線x=，
∴OE=，DE==，
連接BF，則∠BFD=90°，
∴△BFD∽△EOD，
∴=，
又∵DE=，OD=1，DB=2，
∴FD=
∴EF=FD-DE=-=；

（3）根據(jù)題意得到點(diǎn)P在拋物線上，理由為：
設(shè)過(guò)D、C點(diǎn)的直線為y=kx+b，
將點(diǎn)C（1，0）、D（0，1）的坐標(biāo)代入y=kx+b，得k=-1，b=1，
∴直線DC為y=-x+1，
過(guò)點(diǎn)B作圓O的切線BP與x軸平行，P點(diǎn)的縱坐標(biāo)為y=-1，
將y=-1代入y=-x+1，得x=2，
∴P點(diǎn)的坐標(biāo)為（2，-1），
當(dāng)x=2時(shí)，y=-x²+x+1=-2²+2+1=-1，
則P點(diǎn)在拋物線y=-x²+x+1上；
可得S_△BDP=BP•BD=×2×2=2，
由S_△BDP=S_△BDQ，設(shè)Q橫坐標(biāo)為x，
∴S_△BDQ=BD•|x_Q|=2，即|x_Q|=2，
∴x_Q=2或-2，
當(dāng)Q橫坐標(biāo)為2時(shí)，與P重合，舍去；當(dāng)Q橫坐標(biāo)為-2時(shí)，代入拋物線解析式得：y=-x²+x+1=-4-2+1=-5，
則Q坐標(biāo)為（-2，-5）．
分析：（1）根據(jù)圖形，易得點(diǎn)A、B、C、D的坐標(biāo)；進(jìn)而可得拋物線上三點(diǎn)D、M、N的坐標(biāo)，將其代入解析式，求可得解析式；
（2）由（1）的解析式，可得頂點(diǎn)坐標(biāo)，即OE、DE的長(zhǎng)，易得△BFD∽△EOD，再由EF=FD-DE的關(guān)系代入數(shù)值可得答案；
（3）首先根據(jù)CD的坐標(biāo)求出CD的直線方程，在根據(jù)切線的性質(zhì)，可求得P的坐標(biāo)，進(jìn)而可得P是否在拋物線上，然后求出三角形BDP的面積，即為三角形BDQ的面積，設(shè)Q的橫坐標(biāo)為x，表示出三角形BDQ的面積，列出關(guān)于x的方程，求出方程的解得到x的值，將x的值代入拋物線解析式求出對(duì)應(yīng)y的值，即可確定出Q的坐標(biāo)．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了二次函數(shù)綜合題，涉及的知識(shí)有：待定系數(shù)法求函數(shù)解析式，二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)，坐標(biāo)與圖形性質(zhì)，切線的性質(zhì)，勾股定理，相似三角形的判定與性質(zhì)，第三問(wèn)判定P在拋物線上是解本題的關(guān)鍵．