如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,2),O为坐标原点.设P点
如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,2),O为坐标原点.设P点在第一象限,以P为圆心,半径为1的⊙P与y轴及矩形OABC的...
如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A的坐标为(4,0),点C的坐标为(0,2),O为坐标原点.设P点在第一象限,以P为圆心,半径为1的⊙P与y轴及矩形OABC的边BC都相切.已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过O、P、A三点.(1)求抛物线的解析式;(2)若⊙P与矩形OABC组合得到的图形的面积能被一条直线l平分,求这条直线l的解析式;(3)若点N在抛物线上,问x轴上是否存在点M,使得以M为圆心的⊙M能与△PAN的三边PA、PN、AN所在直线都相切?若存在,请求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
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(1)∵O(0,0),P(1,3),A(4,0),
在抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)上,
∴
,
即
,
所以抛物线的解析式为:y=-x2+4x.(2分)
(2)连接AC、OB相交于Q,则Q是矩形OABC的对称中心,
∵P是⊙P的对称中心,
∴PQ平分⊙P与矩形OABC组合得到的图形的面积
设PQ的解析式为y=kx+b,∵P(1,3)、Q(2,1)(4分)
∴
,
∴
,
所以PQ解析式为y=-2x+5.(5分)
(3)假设x轴上存在点M,使得⊙M与△PAN的三边PA、PN、AN所在的直线都相切,
则有如下两种情形:
①当⊙M与△PAN的三边PA、PN、AN相切时,则M是△PAN的内心.
∵M在x轴上,
∴x轴为∠PAN的平分线,
∴P(1,3)关于x轴的对称点G(1,-3)在AN上,
所以AN的解析式为:y=x-4,
由
得到N(-1,-5)(7分)
作PR⊥ox轴于R,∵PR=3=AR,
∴∠PAO=45°,
在等腰直角△ARP中,PR=3=AR,
∴PA=3
作NH⊥ox轴于H,因为AN的解析式为:y=x-4,
所以∠NAH=45°,
∵在等腰直角△AHN中,AH=5,NH=3,
∴AN=5
,在Rt△NAP中,PN=
=2
∴Rt△NAP的内切圆⊙M的半径MT=
=4
?
,
∴AM=
MT=8?
,
∴M(
?4,0).(9分)
②当⊙M与△PAN的边AP、AN的延长线相切于J、S,且与AN边相切于R时,则M是△PAN的旁心.
由①Rt△NAP的三边长度分别为:AN=5
,PA=3
在抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)上,
∴
|
即
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所以抛物线的解析式为:y=-x2+4x.(2分)
(2)连接AC、OB相交于Q,则Q是矩形OABC的对称中心,
∵P是⊙P的对称中心,
∴PQ平分⊙P与矩形OABC组合得到的图形的面积
设PQ的解析式为y=kx+b,∵P(1,3)、Q(2,1)(4分)
∴
|
∴
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所以PQ解析式为y=-2x+5.(5分)
(3)假设x轴上存在点M,使得⊙M与△PAN的三边PA、PN、AN所在的直线都相切,
则有如下两种情形:
①当⊙M与△PAN的三边PA、PN、AN相切时,则M是△PAN的内心.
∵M在x轴上,
∴x轴为∠PAN的平分线,
∴P(1,3)关于x轴的对称点G(1,-3)在AN上,
所以AN的解析式为:y=x-4,
由
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作PR⊥ox轴于R,∵PR=3=AR,
∴∠PAO=45°,
在等腰直角△ARP中,PR=3=AR,
∴PA=3
2 |
作NH⊥ox轴于H,因为AN的解析式为:y=x-4,
所以∠NAH=45°,
∵在等腰直角△AHN中,AH=5,NH=3,
∴AN=5
2 |
PA2+AN2 |
17 |
∴Rt△NAP的内切圆⊙M的半径MT=
AN+PA?PN |
2 |
2 |
17 |
∴AM=
2 |
34 |
∴M(
34 |
②当⊙M与△PAN的边AP、AN的延长线相切于J、S,且与AN边相切于R时,则M是△PAN的旁心.
由①Rt△NAP的三边长度分别为:AN=5
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