一、二次函数与圆综合
【例1】 已知:抛物线2:(1)(2)M y x m x m =+-+-与x 轴相交于12(0)(0)A x B x ,,,两点,
且12x x <.
(Ⅰ)若120x x <,且m 为正整数,求抛物线M 的解析式;
(Ⅱ)若1211x x <>,,求m 的取值范围;
(Ⅲ)试判断是否存在m ,使经过点A 和点B 的圆与y 轴相切于点(02)C ,
,若存在,求出2:(1)(2)M y x m x m =+-+-的值;若不存在,试说明理由;
(Ⅳ)若直线:l y kx b =+过点(07)F ,,与(Ⅰ)中的抛物线M 相交于P Q ,两点,且使
1
2
PF FQ =,求直线l 的解析式.
【例2】 已知抛物线2y ax bx c =++与y 轴的交点为C ,顶点为M ,直线CM 的解析式
2y x =-+并且线段CM
的长为(1)求抛物线的解析式。
(2)设抛物线与x 轴有两个交点A (X 1 ,0)、B (X 2 ,0),且点A 在B 的左侧,求线段AB 的
长。
(3)若以AB 为直径作⊙N ,请你判断直线CM 与⊙N 的位置关系,并说明理由。
【例3】 已知:在平面直角坐标系xOy 中,一次函数4y kx k =-的图象与x 轴交于点A ,抛物线
2
y ax bx c
=++经过O ,A 两点. ⑴试用含a 的代数式表示b ; ⑵设抛物线的顶点为D ,以D 为圆心,DA 为半径的圆被x 轴分为劣弧和优弧两部分.若将劣弧 沿x 轴翻折,翻折后的劣弧落在⊙D 内,它所在的圆恰与OD 相切,求⊙D 半径的长及抛物线的 解析式; ⑶设点B 是满足(2)中条件的优弧上的一个动点,抛物线在x 轴上方的部分上是否存在这样的点
P ,使得4
3
POA OBA =∠∠?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,说明理由.
B
例题精讲
二次函数与圆综合
【例4】 如图,在平面直角坐标系中,以点(04)C ,为圆心,半径为4的圆交y 轴正半轴于点A ,
AB 是C ⊙的切线.动点P 从点A 开始沿AB 方向以每秒1个单位长度的速度运动,点Q 从O 点开始沿x 轴正方向以每秒4个单位长度的速度运动,且动点P 、Q 从点A 和点O 同时出发,设运动时间为t (秒). ⑴当1t =时,得到1P 、1Q 两点,求经过A 、1P 、1Q 三点的抛物线解析式及对称轴l ; ⑵当t 为何值时,直线PQ 与C ⊙相切?并写出此时点P 和点Q 的坐标; ⑶在⑵的条件下,抛物线对称轴l 上存在一点N ,使NP NQ +最小,求出点N 的坐标并说明理由.
【例5】 如图,点()40M ,,
以点M 为圆心、2为半径的圆与x 轴交于点A B ,.已知抛物21
6
y x bx c =++过点A 和B ,与y 轴交于点C . ⑴ 求点C 的坐标,并画出抛物线的大致图象.
⑵ 点()8Q m ,在抛物线21
6
y x bx c =++上,点P 为此抛物线对称轴上一个动点,求PQ PB + 最
小值. ⑶ CE 是过点C 的M ⊙的切线,点E 是切点,求OE 所在直线的解析式.
【例6】 在平面直角坐标系xOy 中,已知直线1
l 经过点()20A -,和点0B ⎛
⎝
,直线
2l 的函数表达式
为y =+1l 与2l 相交于点P .C ⊙是一个动圆,圆心C 在直线1l 上运动,设圆心C 的横坐标是a .过点C 作CM x ⊥轴,垂足是点M . ⑴ 填空:直线1l 的函数表达式是 ,交点P 的坐标是 ,FPB ∠的度数是 ;
⑵ 当C ⊙和直线2l
相切时,请证明点P 到直线CM 的距离等于C ⊙的半径R ,并写出2R = 时a 的值. ⑶
当C ⊙和直线2l 不相离时,已知C ⊙的半径2R =,记四边形NMOB 的面积为S (其中点N
是直线CM 与2l 的交点).S 是否存在最大值?若存在,求出这个最大值及此时a 的值;若不存在,请说明理由.
【例7】 已知二次函数图象的顶点在原点O ,对称轴为y 轴.一次函数1y kx =+的图象与
二次函数的图象交于A B ,两点(A 在B 的左侧),且A 点坐标为()44-,.平行于x 轴的直线l 过
()01-,点.
⑴ 求一次函数与二次函数的解析式; ⑵ 判断以线段tan x CA α=⋅为直径的圆与直线l 的位置关系,并给出证明; ⑶ 把二次函数的图象向右平移2个单位,再向下平移t 个单位()0t >,二次函数的图象与x 轴交于
M N ,两点,一次函数图象交y 轴于F 点.当t 为何值时,过F
M N ,,三点的圆的面积最小?
最小面积是多少?
【例8】 如图1,O 的半径为1,正方形ABCD 顶点B 坐标为()50,,顶点D 在O 上运动.
⑴ 当点D 运动到与点A 、O 在同一条直线上时,试证明直线CD 与O 相切;
⑵ 当直线CD 与O 相切时,求OD 所在直线对应的函数关系式; ⑶ 设点D 的横坐标为x ,正方形ABCD 的面积为S ,求S 与x 之间的函数关系式,并求出S
的最
大值与最小值.
图1
【例9】 如图,已知点A 从()10,
出发,以1个单位长度/秒的速度沿x 轴向正方向运动,以O A ,为顶点作菱形OABC ,使点B C ,在第一象限内,且60AOC ∠=︒;以()03P ,
为圆心,PC 为半径作圆.设点A 运动了t 秒,求:
⑴ 点C 的坐标(用含t 的代数式表示); ⑵ 当点A 在运动过程中,所有使P 与菱形OABC 的边所在直线相切的t 的值.
【例10】 已知:抛物线2
y ax bx c =++()0a ≠,顶点()13C -,,与x 轴交于A 、B 两点,()10A -,.
⑴ 求这条抛物线的解析式.
⑵ 如图,以AB 为直径作圆,与抛物线交于点D ,与抛物线对称轴交于点E ,依次连接A 、D 、B 、
E ,
点P 为线段AB 上一个动点(P 与A 、B 两点不重合),过点P 作PM AE ⊥于M ,PN DB ⊥于N ,请判断PM PN
BE AD
+
是否为定值?若是,请求出此定值;若不是,请说明理由. ⑶ 在⑵的条件下,若点S 是线段EP 上一点,过点S 作FG EP ⊥,FG 分别与边.AE 、BE 相交于
点F 、G (F 与A 、E 不重合,G 与E 、B 不重合),请判断PA EF
PB EG
=
是否成立.若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.
【例11】 如图,已知点A 的坐标是()10-,,点B 的坐标是()90,,以AB 为直径作O ' ,交y 轴的负半
轴于点C ,连接AC 、BC ,过A 、B 、C 三点作抛物线.
⑴ 求抛物线的解析式; ⑵ 点E 是AC 延长线上一点,BCE ∠的平分线CD 交O ' 于点D ,连结BD ,求直线BD 的解析式; ⑶ 在⑵的条件下,抛物线上是否存在点P ,使得PDB CBD ∠=∠?如果存在,请求出点P 的坐标;
如果不存在,请说明理由.
E
【例12】 已
知:如图,抛物线213y x m =+与x 轴交于A B ,两点,与y 轴交于C 点,90ACB ∠=︒ ⑴ 求m 的值及抛物线顶点坐标; ⑵ 过A B C ,,的三点的M ⊙交y 轴于另一点D ,连结DM 并延长交M ⊙于点E ,过E 点的M
⊙的切线分别交x 轴、y 轴于点F G ,,求直线FG 的解析式;
⑶ 在条件⑵下,设P 为 CBD
上的动点(P 不与C D ,重合),连结PA 交y 轴于点H ,问是否存在一个常数k ,始终满足AH AP k ⋅=,如果存在,请写出求解过程;如果不存在,请说明理由.
【例13】 已知二次函数2
12
y x bx c =
++的图象经过点()36A -,,并与x 轴交于点()10B -,
和点C ,顶点为P . ⑴ 求这个二次函数的解析式,并在直角坐标系中画出该二次函数的图象; ⑵ 设D 为线段OC 上的一点,满足DPC BAC ∠=∠,求点D 的坐标; ⑶ 在x 轴上是否存在一点M ,使以M 为圆心的圆与AC PC ,所在的直线及y 轴都相切?如果存
在,请求出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.
【例14】 已知⊙
O 的半径为1,以O 为原点,建立如图所示的直角坐标系.有一个正方形ABCD ,顶点B 的
坐标为()
0,顶点A 在x 轴上方,顶点D 在⊙
O 上运动. ⑴ 当点D 运动到与点A 、O 在一条直线上时,CD 与⊙
O 相切吗?如果相切,请说明理由,并求出OD 所在直线对应的函数表达式;如果不相切,也请说明理由; ⑵ 设点D 的横坐标为x ,正方形ABCD 的面积为S ,求出S 与x 的函数关系式,并求出S 的最大值和最小值.
【例15】 如图,将AOB ∆置于平面直角坐标系中,其中点O 为坐标原点,点A 的坐标为()30,,
60ABO ∠=︒. ⑴ 若AOB ∆的外接圆与y 轴交于点D ,求D 点坐标. ⑵ 若点C 的坐标为()10-,,试猜想过D C ,的直线与AOB ∆的外接圆的位置关系,并加以说明.
⑶ 二次函数的图象经过点O 和A 且顶点在圆上,求此函数的解析式.
【例16】 如图,直角坐标系中,已知两点()00O ,,()20A ,,
点B 在第一象限且OAB ∆为正三角形,OAB ∆的外接圆交y 轴的正半轴于点C ,过点C 的圆的切线交x 轴于点D .
⑴ 求B C ,两点的坐标; ⑵ 求直线CD 的函数解析式; ⑶ 设E F ,分别是线段AB AD ,上的两个动点,且EF 平分四边形ABCD 的周长.试探究:AEF ∆的最大面积?。