如图,抛物线 $y=ax^2+c$($a\ne 0$)经过 $C\left(2,0\right),D\left(0,-1\right)$ 两点,并与直线 $y=kx$ 交于 $A,B$ 两点,直线 $l$ 过点 $E\left(0,-2\right)$ 且平行于 $x$ 轴,过 $A,B$ 两点分别作直线 $l$ 的垂线,垂足分别为点 $M,N$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
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    代几综合
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    函数与线段
  • 题型
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    代几综合
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    函数与线段
  1. 求抛物线的解析式;
    标注
    • 题型
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      代几综合
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      函数与线段
    答案
    $y=\dfrac 14x^2-1$
    解析
    因为抛物线 $y=ax^2+c$($a\ne 0$)经过 $C\left(2,0\right)$,$D\left(0,-1\right)$.
    所以 $\begin{cases}4a+c=0,\\ c=-1,\end{cases}$ 解得 $\begin{cases}a=\dfrac 14,\\ c=-1.\end{cases}$
    所以抛物线的解析式为 $y=\dfrac 14x^2-1$.
  2. 无论 $k$ 取何值,$\dfrac{1}{AM}+\dfrac{1}{BN}$ 的值为定值.
    标注
    • 题型
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      代几综合
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      函数与线段
    答案
    无论 $k$ 取何值,$\dfrac{1}{AM}+\dfrac{1}{BN}=1$
    解析
    设点 $A\left(x_1,\dfrac 14x_1^2-1\right)$,$B\left(x_2,\dfrac 14x_2^2-1\right)$,
    则 $\dfrac {1}{AM}+\dfrac {1}{BN}=\dfrac{1}{\dfrac 14x_1^2+1}+\dfrac{1}{\dfrac 14x_2^2+1}=\dfrac{4\left(x_1^2+4+x_2^2+4\right)}{\left(x_1^2+4\right)\left(x_2^2+4\right)}=\dfrac{4\left(x_1^2+x_2^2+8\right)}{x_1^2\cdot x_2^2+4\left(x_1^2+x_2^2\right)+16}.$
    联立 $\begin{cases}y=kx,\\y=\dfrac 14x^2-1,\end{cases}$ 可得 $x^2-4kx-4=0$.
    由根与系数关系得 $x_1+x_2=4k,x_1\cdot x_2=-4$.
    所以 $x_1^2+x_2^2=\left(x_1+x_2\right)^2-2x_1\cdot x_2=16k^2+8,$ $x_1^2\cdot x_2^2=16$.
    所以 $\dfrac {1}{AM}+\dfrac{1}{BN}=\dfrac{4\left(16k^2+8+8\right)}{16+4\left(16k^2+8\right)+16}=\dfrac{64\left(k^2+1\right)}{64\left(k^2+1\right)}=1$.
    所以无论 $k$ 取何值,$\dfrac{1}{AM}+\dfrac{1}{BN}=1$.
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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