题目
如图甲,分别以两个彼此相邻的正方形OABC与CDEF的边OC、OA所在直线为x轴、y轴建立平面直角坐标系(O、C、F三点在x轴正半轴上).若⊙P过A、B、E三点(圆心在x轴上),抛物线经过A、C两点,与x轴的另一交点为G,M是FG的中点,正方形CDEF的面积为1. (1)求B点坐标; (2)求证:ME是⊙P的切线; (3)设直线AC与抛物线对称轴交于N,Q点是此对称轴上不与N点重合的一动点,①求△ACQ周长的最小值;②若FQ=t,S△ACQ=S,直接写出S与t之间的函数关系式.
答案:解:(1)如图甲,连接PE、PB,设PC=n ∵正方形CDEF面积为1∴CD=CF=1 根据圆和正方形的对称性知OP=PC=n ∴BC=2PC=2n 而PB=PE, ∴ 解得n=1 (舍去) ∴BC=OC=2 ∴B点坐标为(2,2) (2)如图甲,由(1)知A(0,2),C(2,0) ∵A,C在抛物线上∴ ∴ ∴抛物线的解析式为 即 ∴抛物线的对称轴为x=3,即EF所在直线 ∵C与G关于直线x=3对称, ∴CF=FG=1 ∴FM=FG= 在Rt△PEF与Rt△EMF中 =, ∴=∴△PEF∽△EMF ∴∠EPF=∠FEM∴∠PEM=∠PEF+∠FEM=∠PEF+∠EPF=90° ∴ME与⊙P相切 (注:其他方法,参照给分) (3)①如图乙,延长AB交抛物线于,连交对称轴x=3于Q,连AQ则有AQ=Q,△ACQ周长的最小值为(AC+C)的长 ∵A与关于直线x=3对称∴A(0,2),(6,2) ∴C=(6-2), 而AC= ∴△ACQ周长的最小值为 ③ 当Q点在F点上方时,S=t+1 ④ 当Q点在线段FN上时,S=1-t ⑤ 当Q点在N点下方时,S=t-1