Question

【題目】如圖，⊙E的圓心E(3，0)，半徑為5，⊙E與y軸相交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的上方)，與x軸的正半軸相交于點(diǎn)C；直線l的解析式為y=x＋4，與x軸相交于點(diǎn)D；以C為頂點(diǎn)的拋物線經(jīng)過點(diǎn)B.

(1)求拋物線的解析式；

(2)判斷直線l與⊙E的位置關(guān)系，并說(shuō)明理由；

(3) 動(dòng)點(diǎn)P在拋物線上，當(dāng)點(diǎn)P到直線l的距離最小時(shí)，求出點(diǎn)P的坐標(biāo)及最小距離.

Answer 1

【答案】（1）y=-x2+x-4；（2）直線l與⊙E相切與A．(3) 拋物線上的動(dòng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（2，-）時(shí)，點(diǎn)P到直線l的距離最小，其最小距離為．

【解析】

試題分析：（1）連接AE，由已知得：AE=CE=5，OE=3，利用勾股定理求出OA的長(zhǎng)，結(jié)合垂徑定理求出OC的長(zhǎng)，從而得到C點(diǎn)坐標(biāo)，進(jìn)而得到拋物線的解析式；

（2）求出點(diǎn)D的坐標(biāo)為（-，0），根據(jù)△AOE∽△DOA，求出∠DAE=90°，判斷出直線l與⊙E相切與A．

（3）過點(diǎn)P作直線l的垂線段PQ，垂足為Q，過點(diǎn)P作直線PM垂直于x軸，交直線l于點(diǎn)M．設(shè)M（m，m+4），P（m，-m2+m-4），得到PM=m+4-（-m2+m-4）=m2-m+8=（m-2）2+，根據(jù)△PQM的三個(gè)內(nèi)角固定不變，得到PQ最小=PM最小sin∠QMP=PM最小sin∠AEO=×=，從而得到最小距離．

試題解析：（1）如圖1，連接AE，由已知得：AE=CE=5，OE=3，

在Rt△AOE中，由勾股定理得，OA=，

∵OC⊥AB，

∴由垂徑定理得，OB=OA=4，

OC=OE+CE=3+5=8，

∴A（0，4），B（0，-4），C（8，0），

∵拋物線的頂點(diǎn)為C，

∴設(shè)拋物線的解析式為y=a（x-8）2，

將點(diǎn)B的坐標(biāo)代入上解析的式，得64a=-4，故a=-，

∴y=-（x-8）2，

∴y=-x2+x-4為所求拋物線的解析式，

（2）在直線l的解析式y(tǒng)=x+4中，令y=0，得x+4=0，解得x=-，

∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為（-，0），

當(dāng)x=0時(shí)，y=4，

∴點(diǎn)A在直線l上，

在Rt△AOE和Rt△DOA中，

∵，，

∴，

∵∠AOE=∠DOA=90°，

∴△AOE∽△DOA，

∴∠AEO=∠DAO，

∵∠AEO+∠EAO=90°，

∴∠DAO+∠EAO=90°，即∠DAE=90°，因此，直線l與⊙E相切與A．

（3）如圖2，過點(diǎn)P作直線l的垂線段PQ，垂足為Q，過點(diǎn)P作直線PM垂直于x軸，交直線l于點(diǎn)M．

設(shè)M（m，m+4），P（m，-m2+m-4），則

PM=m+4-（-m2+m-4）=m2-m+8=（m-2）2+，

當(dāng)m=2時(shí)，PM取得最小值，

此時(shí)，P（2，-），

對(duì)于△PQM，

∵PM⊥x軸，

∴∠QMP=∠DAO=∠AEO，

又∠PQM=90°，

∴△PQM的三個(gè)內(nèi)角固定不變，

∴在動(dòng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的過程中，△PQM的三邊的比例關(guān)系不變，

∴當(dāng)PM取得最小值時(shí)，PQ也取得最小值，

PQ最小=PM最小sin∠QMP=PM最小sin∠AEO=×=，

∴當(dāng)拋物線上的動(dòng)點(diǎn)P的坐標(biāo)為（2，-）時(shí)，點(diǎn)P到直線l的距離最小，其最小距離為．