已知拋物線y=x2+kx+2k-4
(1)當(dāng)k=2時(shí),求出此拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)求證:無論k為任何實(shí)數(shù),拋物線都與x軸有交點(diǎn),且經(jīng)過x軸一定點(diǎn);
(3)已知拋物線與x軸交于A(x1,0)、B(x2,0)兩點(diǎn)(A在B的左邊),|x1|<|x2|,與y軸交于C點(diǎn),且S△ABC=15.問:過A,B,C三點(diǎn)的圓與該拋物線是否有第四個(gè)交點(diǎn)?試說明理由.如果有,求出其坐標(biāo).

解:(1)當(dāng)k=2時(shí),拋物線為y=x2+2x,
配方:y=x2+2x=x2+2x+1-1
得y=(x+1)2-1,
∴頂點(diǎn)坐標(biāo)為(-1,-1).(也可由頂點(diǎn)公式求得)

(2)令y=0,有x2+kx+2k-4=0,
此一元二次方程根的判別式
△=k2-4•(2k-4)=k2-8k+16=(k-4)2
∵無論k為什么實(shí)數(shù),(k-4)2≥0,
方程x2+kx+2k-4=0都有解,
即拋物線總與x軸有交點(diǎn).
由求根公式得x=,
當(dāng)k≥4時(shí),x=,x1==-2,x2==-k+2;
當(dāng)k<4時(shí),x=,x1==-k+2,x2==-2.
即拋物線與x軸的交點(diǎn)分別為(-2,0)和(-k+2,0),
而點(diǎn)(-2,0)是x軸上的定點(diǎn).

(3)過A,B,C三點(diǎn)的圓與該拋物線有第四個(gè)交點(diǎn).設(shè)此點(diǎn)為D.
∵|x1|<|x2|,C點(diǎn)在y軸上,由拋物線的對(duì)稱,可知點(diǎn)C不是拋物線的頂點(diǎn).
由于圓和拋物線都是軸對(duì)稱圖形,過A、B、C三點(diǎn)的圓與拋物線組成一個(gè)軸對(duì)稱圖形.
∵x軸上的兩點(diǎn)A、B關(guān)于拋物線對(duì)稱軸對(duì)稱,
∴過A、B、C三點(diǎn)的圓與拋物線的第四個(gè)交點(diǎn)D應(yīng)與C點(diǎn)關(guān)于拋物線對(duì)稱軸對(duì)稱.
由拋物線與x軸的交點(diǎn)分別為(-2,0)和(-k+2,0):
當(dāng)-2<-k+2,即k<4時(shí),A點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,0),B為(-k+2,0).
即x1=-2,x2=-k+2.
由|x1|<|x2|得-k+2>2,解得k<0.
根據(jù)S△ABC=15,得AB•OC=15.
AB=-k+2-(-2)=4-k,
OC=|2k-4|=4-2k,
(4-k)(4-2k)=15,
化簡(jiǎn)整理得k2-6k-7=0,
解得k=7(舍去)或k=-1.
此時(shí)拋物線解析式為y=x2-x-6,
其對(duì)稱軸為x=,C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-6),它關(guān)于x=的對(duì)稱點(diǎn)D坐標(biāo)為(1,-6);
當(dāng)-2>-k+2,由A點(diǎn)在B點(diǎn)左邊,知A點(diǎn)坐標(biāo)為(-k+2,0),B為(-2,0).
即x1=-k+2,x2=-2.
但此時(shí)|x1|>|x2|,這與已知條件|x1|<|x2|不相符,
∴不存在此種情況.
故第四個(gè)交點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,-6).(如圖)
分析:(1)首先由k值確定拋物線的解析式,通過配方即可得到拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo).
(2)此題需要證明兩點(diǎn):①“無論k為任何實(shí)數(shù),拋物線都與x軸有交點(diǎn)”.那么令拋物線的函數(shù)值為0,在所得方程中,證明根的判別式為非負(fù)數(shù)即可;
②“經(jīng)過x軸一定點(diǎn)”.證明這一點(diǎn)方法較多,如:可由求根公式求出兩根,或通過因式分解求出兩根,觀察兩根的特點(diǎn)即可得出結(jié)論.
(3)首先判斷是否存在第四個(gè)交點(diǎn),由題干條件|x1|<|x2|,顯然拋物線的對(duì)稱軸不是y軸,即C點(diǎn)不可能是拋物線的頂點(diǎn)(因?yàn)辄c(diǎn)C不在拋物線的對(duì)稱軸上),由于拋物線和圓都是軸對(duì)稱圖形,那么必然存在第四個(gè)交點(diǎn),所以解題的關(guān)鍵就轉(zhuǎn)化為如何求k的值,可以從△ABC的面積入手.
首先,要求出AB和OC的長(zhǎng),由(2)已求得A、B點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)|x1|<|x2|,先得到k的取值范圍,進(jìn)而通過△ABC的面積求出k的值,代入拋物線的解析式中即可明確拋物線的對(duì)稱軸方程,而C、D(設(shè)點(diǎn)D是第四個(gè)交點(diǎn))關(guān)于拋物線的對(duì)稱軸對(duì)稱,那么點(diǎn)D的坐標(biāo)就顯而易見了.
點(diǎn)評(píng):該題的難度較大,主要涉及了:二次函數(shù)與圓的性質(zhì)、二次函數(shù)與方程的關(guān)系以及不等式的應(yīng)用等綜合知識(shí).最后一題中,k的取值范圍的確定是本題的難點(diǎn)所在.
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(2)將△OAB繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后,點(diǎn)A落到點(diǎn)C的位置,該拋物線沿y軸上下平移后經(jīng)過點(diǎn)C,求平移后所得拋物線的表達(dá)式;
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