Question

如圖，拋物線y=ax²+c（a≠0）經過C（2，0），D（0，-1）兩點，并與直線y=kx交于A、B兩點，直線l過點E（0，-2）且平行于x軸，過A、B兩點分別作直線l的垂線，垂足分別為點M、N．
（1）求此拋物線的解析式；
（2）求證：AO=AM；
（3）探究：
①當k=0時，直線y=kx與x軸重合，求出此時的值；
②試說明無論k取何值，的值都等于同一個常數．

Answer 1

【答案】分析：（1）把點C、D的坐標代入拋物線解析式求出a、c，即可得解；
（2）根據拋物線解析式設出點A的坐標，然后求出AO、AM的長，即可得證；
（3）①k=0時，求出AM、BN的長，然后代入+計算即可得解；
②設點A（x₁，x₁²-1），B（x₂，x₂²-1），然后表示出+，再聯立拋物線與直線解析式，消掉未知數y得到關于x的一元二次方程，利用根與系數的關系表示出x₁+x₂，x₁•₂，并求出x₁²+x₂²，x₁²•x₂²，然后代入進行計算即可得解．
解答：（1）解：∵拋物線y=ax²+c（a≠0）經過C（2，0），D（0，-1），
∴，
解得，
所以，拋物線的解析式為y=x²-1；

（2）證明：設點A的坐標為（m，m²-1），
則AO==m²+1，
∵直線l過點E（0，-2）且平行于x軸，
∴點M的縱坐標為-2，
∴AM=m²-1-（-2）=m²+1，
∴AO=AM；

（3）解：①k=0時，直線y=kx與x軸重合，點A、B在x軸上，
∴AM=BN=0-（-2）=2，
∴+=+=1；

②k取任何值時，設點A（x₁，x₁²-1），B（x₂，x₂²-1），
則+=+==，
聯立，
消掉y得，x²-4kx-4=0，
由根與系數的關系得，x₁+x₂=4k，x₁•x₂=-4，
所以，x₁²+x₂²=（x₁+x₂）²-2x₁•x₂=16k²+8，
x₁²•x₂²=16，
∴+===1，
∴無論k取何值，+的值都等于同一個常數1．
點評：本題是二次函數綜合題型，主要考查了待定系數法求二次函數解析式，勾股定理以及點到直線的距離，根與系數的關系，根據拋物線上點的坐標特征設出點A、B的坐標，然后用含有k的式子表示出+是解題的關鍵，也是本題的難點，計算量較大，要認真仔細．