如图,已知抛物线与坐标轴分别交于A(-2,O)、B(2,0)、C(0,-l)三点,过坐标原点0的直线y=kx与抛物线交于M、N两点.分别过点C,D(0,-2)作平行于x轴的直线
.
(1)求抛物线对应二次函数的解析式;
(2)求证以ON为直径的圆与直线相切;
(3)求线段MN的长(用k表示),并证明M、N两点到直线的距离之和等于线段MN的长.
解:(1)设抛物线对应二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
由 解得
所以.………………………………………………………3分
(2)设M(x1,y1),N(x2,y2),因为点M、N在抛物线上,
所以,所以x22=4(y2+1);
又ON2=x22+y22=4(y2+1)+y22=(y2+2)2,所以ON=,又因为y2≥-l,
所以0N=2+y2.………………………………………5分
设ON的中点E,分别过点N、E向直线作垂线,垂足为P、F,
则 ,
所以ON=2EF,
即ON的中点到直线,的距离等于0N长度的一半,
所以以ON为直径的圆与相切.………………………………………7分
(3)过点M作MH⊥NP交NP于点H,则MN2=MH2+NH2=(x2-x1)2+(y2-y1),
又y1=kx1,y2=kx2,所以(y2-y1)2=k2(x2-x1)2
所以MN2=(1+k2)(x2一xl)2;
又因为点M、N既在y=kx的图象上又在抛物线上,
所以,即x2-4kx-4=0,
所以,
所以(x2-x1)2=16(1+k2),
所以MN2=16(1+k2)2,∴MN=4(1+k2)…9分
延长NP交于点Q,过点M作MS⊥
交
于点S,
则MS+NQ=y1+2+y2+2=
又x12+x22=2[4k2+4(1+k2)]=16k2+8,
所以MS+NQ=4k2+2+2=4(1+k2)=MN
即M、N两点到距离之和等于线段MN的长.……………………ll分