如图,点 $A$ 坐标为 $(2,0)$,以 $OA$ 为边在第一象限内作等边 $\triangle OAB$,点 $C$ 为 $x$ 轴上一动点,且在点 $A$ 右侧,连接 $BC$,以 $BC$ 为边在第一象限内作等边 $\triangle BCD$,连接 $AD$ 交 $BC$ 于点 $E$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    几何模型
    >
    共顶点模型
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    直角三角形的存在性
  • 题型
    >
    代数部分
    >
    函数
    >
    函数图象的公共点
  1. 当点 $C$ 运动到使 $AC^2=AE\cdot AD$ 时,经过 $O,B,C$ 三点的抛物线为 $y_1$.试问:$y_1$ 上是否存在动点 $P$,使 $\triangle BEP$ 为直角三角形且 $BE$ 为直角边?若存在,求出点 $P$ 坐标;若不存在,说明理由;
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      几何模型
      >
      共顶点模型
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      直角三角形的存在性
    答案
    存在,点 $P$ 的坐标为 $(0,0)$,$(-2,-4\sqrt 3)$ 或 $(3,\sqrt 3)$
    解析
    由 $AC^2=AE\cdot AD$,可得 $\dfrac{AC}{AE}=\dfrac{AD}{AC}$.
    而 $\angle EAC=\angle CAD$,
    所以 $\triangle AEC\backsim \triangle ACD$,
    所以 $\angle ECA=\angle CDA$.
    由“共顶点模型”可得 $\triangle OBC\cong \triangle ABD$,
    所以 $\angle BDA=\angle BCO=\angle CDA$,
    从而得到 $AD\perp BC$,$BE=CE$.
    所以 $AC=AB=AO=2$,
    所以 $\angle ABC=\angle ACB=30^\circ$,
    从而 $\angle ABE=ACD=90^\circ$.
    所以 $CD=\sqrt 3AC=2\sqrt 3$,即点 $D(4,2\sqrt 3)$.
    由 $A,D$ 点的坐标可得直线 $AD$ 解析式为 $y=\sqrt 3x-2\sqrt 3$.
    易得点 $B$ 坐标为 $(1,\sqrt 3)$,
    则抛物线 $y_1$ 解析式为 $y=-\dfrac{\sqrt 3}3x(x-4)$.
    联立方程组 $\begin{cases}y=-\dfrac{\sqrt 3}3x(x-4),\\y=\sqrt 3x-2\sqrt 3.\end{cases}$
    解得 $\begin{cases}x_1=-2,\\y_1=-4\sqrt 3,\end{cases}$ $\begin{cases}x_2=3,\\y_2=\sqrt 3.\end{cases}$
    所以满足条件的点 $P$ 的坐标为 $(0,0)$,$(-2,-4\sqrt 3)$ 或 $(3,\sqrt 3)$.
  2. 在第1问的条件下,将 $y_1$ 沿 $x$ 轴翻折得 $y_2$,设 $y_1$ 与 $y_2$ 组成的图形为 $M$,函数 $y=\sqrt 3x+\sqrt 3m$ 的图象 $l$ 与 $M$ 有公共点.试求当 $l$ 与 $M$ 的公共点为 $3$ 个时 $m$ 的取值.
    标注
    • 题型
      >
      代数部分
      >
      函数
      >
      函数图象的公共点
    答案
    $m$ 的值为 $\dfrac 1{12}$ 或 $-\dfrac {49}{12}$
    解析
    由题意可得抛物线 $y_2$ 解析式为 $y=\dfrac{\sqrt 3}3x(x-4)$.
    如图,当直线 $l_1$ 与抛物线 $y_1$ 只有一个公共点时,直线 $l_1$ 与图象 $M$ 公共点恰好为 $3$ 个.
    同理,当直线 $l_2$ 与抛物线 $y_2$ 只有一个公共点时,直线 $l_2$ 与图象 $M$ 公共点也恰好为 $3$ 个.① 联立方程组 $\begin{cases}y=-\dfrac{\sqrt 3}3x(x-4),\\y=\sqrt 3x+\sqrt 3m,\end{cases}$
    若方程组的解唯一,则可得 $m=\dfrac 1{12}$;
    ② 联立方程组 $\begin{cases}y=\dfrac{\sqrt 3}3x(x-4),\\y=\sqrt 3x+\sqrt 3m,\end{cases}$
    若方程组的解唯一,则可得 $m=-\dfrac {49}{12}$.
    综上可得,满足题意的 $m$ 的值为 $\dfrac 1{12}$ 或 $-\dfrac {49}{12}$.
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
0.115877s