如图,在平面直角坐标系中,抛物线 $y=ax^2+bx+c$ 与 $\odot M$ 相交于 $A,B,C,D$ 四点.其中 $A,B$ 两点的坐标分别为 $\left(-1,0\right),\left(0,-2\right)$,点 $D$ 在 $x$ 轴上且 $AD$ 为 $\odot M$ 的直径.点 $E$ 是 $\odot M$ 与 $y$ 轴的另一个交点,过劣弧 $\overparen{ED}$ 上的点 $F$ 作 $FH\perp AD$ 于点 $H$,且 $FH=1.5$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    线段最值
    >
    轴对称之最短路径
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    等腰三角形的存在性
  1. 若点 $ P $ 是 $x$ 轴上的一个动点,试求出 $ \triangle PEF $ 的周长最小时点 $ P $ 的坐标;
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      线段最值
      >
      轴对称之最短路径
    答案
    $P\left(2,0\right)$
    解析
    因为 $ A\left(-1,0\right),B\left(0,-2\right)$,
    所以 $ OE=OB=2$,$OA=1$.
    因为 $AD$ 是 $\odot M$ 的直径,
    所以 $OE\cdot OB=OA\cdot OD$,
    即 $2^{2} =1\cdot OD$,$OD=4$,
    所以 $ D\left(4,0\right)$.
    把 $A\left(-1,0\right),B\left(0,-2\right),D\left(4,0\right)$ 代入 $y = a{x^2} + bx + c$ 得
    $ \begin{cases}a - b + c = 0,\\c = - 2,\\ 16a + 4b + c = 0,\end{cases} $ 即 $ \begin{cases}a = \dfrac{1}{2}, \\b = - \dfrac{3}{2},\\c = - 2,\end{cases} $
    该抛物线的表达式为 $y = \dfrac{1}{2}{x^2} - \dfrac{3}{2}x - 2$.
    连接 $OF$.因为 $MF=\dfrac 12 AD=\dfrac 52$,
    所以在 $\mathrm {Rt}\triangle MHF$ 中,$MH=\sqrt{MF^2-FH^2}=2$.
    而 $OM=MA-OA=\dfrac 32$,
    所以 $OH=\dfrac 72$.
    所以点 $ F\left(\dfrac 72,\dfrac 32\right)$.
    因为点 $B,E$ 关于 $x$ 轴对称,则连接 $BF$ 与 $x$ 轴的交点即为所求点 $P$.
    可设直线 $BF$ 的解析式为 $y = kx -2$,
    则 $\dfrac 72k-2=\dfrac 32$,解得 $k=1$,
    所以直线 $BF$ 的解析式为 $y=x-2$,
    从而点 $P\left(2,0\right)$.
  2. 在抛物线的对称轴上是否存在点 $ Q $,使 $ \triangle QCM $ 是等腰三角形?如果存在,请直接写出点 $ Q $ 的坐标;如果不存在,请说明理由.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      等腰三角形的存在性
    答案
    $Q_1\left(\dfrac{3}{2},\dfrac{5}{2}\right)$,$Q_2\left(\dfrac{3}{2},-\dfrac{5}{2}\right)$,$Q_3\left(\dfrac{3}{2},-4\right)$,$Q_4\left(\dfrac{3}{2},-\dfrac{25}{16}\right)$
    解析
    如图所示的四种情况:
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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