∴xQ=1,∴Q(1,-1-5).
16.. (2018福建)已知抛物线y?ax?bx?c过点A(0,2),且抛物线上任意不同两点
2M(x1,y1),N(x2,y2)都满足:当x1?x2?0时,(x1?x2)(y1?y2)?0;当0?x1?x2时,(x1?x2)(y1?y2)?0,以原点O为圆心,OA为半径的圆与抛物线的另两个交点为B,C,
且B在C的左侧,△ABC有一个内角为60°. (1)求抛物线的解析式;
(2)若MN与直线y=?23x平行,且M,N位于直线BC的两侧,y1?y2,解决以上问题:
①求证:BC平分∠MBN;
②求△MBC外心的纵坐标的取值范围.
【分析】(1)依据题中已知条件可知抛物线的增减性变化特征为当x<0时,y随x的增大而增大;当x>0时,y随x的增大而减小.此时b=0,c=2,即可得到抛物线的解析式;
22(2)①先根据点M坐标为(x1,?x1?2),点N坐标为(x2,?x2?2),求出直线MN的解
析式,然后分别构造Rt△BEM与Rt△BFN,求出tan∠MBE与tan∠NBF的值,从而得到∠MBE=∠MBE即可.②先确定△MBC外心位置,然后利用垂直平分线的性质和勾股定理求解.
【解答】解:(1)∵抛物线过点A(0,2),∴c=2,当x1?x2?0时,x1?x2?0,由
(x1?x2)(y1?y2)?0得y1?y2?0,∴当x<0时,y随x的增大而增大;同理可得,当x
>0时,y随x的增大而减小.∴抛物线的对称轴为y轴且开口向下,则b=0.∵O为圆心,OA为半径的圆与抛物线交于另两点B,C,∴△ABC是等腰三角形,又∵△ABC有一个内
角为60°,故△ABC为等边三角形,且OC=OA=2.
设线段BC与y轴的交点为D,则BD=CD,且∠OBD=30°,所以BD=OB·cos30°=3,OD=OB·sin30°=1,∵点B在点C的左侧,所以点B坐标为(?3,?1).∵点B在抛物线
y?ax2?bx?c上,且c=2,b=0,所以3a+2=-1,解得a=-1,所以所求抛物线的解析式
为y??x?2.
22(2)①由(1)知,点M坐标为(x1,?x1?2),点N坐标为(x2,?x2?2),∵MN与直线
22y=?23x平行,设直线MN的解析式为y=?23x?m,则?x1?2=?23x1?m,即
m=?x12?23x1?2,∴直线MN的解析式为y?23x?x12?23x1?2,将y?23x?x12?23x1?2代入y??x2?2得,
?x2?23x?x12?23x1化为(x?3)2?(x1?3)2,解得x??x1,或x?x1?23,
∴x2?x1?23,则y2=?(x1?23)?2=?x1?43x1?10,作ME⊥BC,NF⊥BC,垂足分别为E,F,∵点M,N位于直线BC的两侧,且y1?y2,则y2??1?y1?2,且
22?3?x1?x2,∴ME=y1-(-1)=?x12?3,BE=x1?(?3)=x1?3,
NF=(-1)-y2=x1?43x1?9,BF=x2?(?3)?33?x1,
2ME?x12?3在Rt△BEM中,tan∠MBE==?3?x1,
x1?3EB在Rt△BFN中,
x12?43x1?9(x1?23)2?3(x1?33)(x1?3)NF???3?x1, tan∠NBF==BF33?x133?x133?x1∵tan∠MBE= tan∠NBF,∴∠MBE= ∠NBF, 即BC平分∠MBN.
②∵y轴为BC的垂直平分线,∴可设△MBC的外心为P(0,y0),则PB=PM,即
PB2?PM2.由勾股定理可得(3)2?(y0?1)2?x12?(y0?y1)2因为x12?2?y1,∴
2y0?2y0?4?(2?y1)?(y0?y1)2,即y0?y1?1.由①知,?1?y1?2,∴2?33?y0?0,即△MBC的外心的纵坐标的取值范围为??y0?0. 2
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