2025年同步练习册配套检测卷九年级数学上册鲁教版五四制第223页答案
23. (12分)如图,抛物线$y_{1}=ax^{2}-6ax + c(a\neq0)$与$x$轴交于点$A$,$B$(点$A$在点$B$的右侧),与$y$轴交于点$C$,$OB = 2$,连接$BC$,$AC$,设$AC$表达式为$y_{2}=kx + b$,$\tan\angle OBC = 2$.
(1) 求抛物线的表达式.
(2) 点$D$是直线$AC$下方抛物线上一点,$DE\perp AC$于点$E$,$DF\perp x$轴于点$F$,$DF$与$AC$交于点$G$.
①当$\triangle DEG\cong\triangle AFG$时,求点$D$的横坐标.
②当$\triangle CDG$是等腰三角形时,直接写出点$D$的坐标.

答案


(1) $y = \frac{1}{4}x^2 - \frac{3}{2}x - 4$;
(2) ① $2\sqrt{5}$;② $(3, -\frac{25}{4})$,$(4, -6)$,$(8 - 2\sqrt{5}, 5 - 5\sqrt{5})$。

解析

23. (1)
抛物线$y_1 = ax^2 - 6ax + c$对称轴为$x = 3$。
∵$OB = 2$,$B$在$x$轴负半轴($A$在$B$右侧),∴$B(-2, 0)$。
$A$与$B$关于$x = 3$对称,∴$A(8, 0)$。
$\tan\angle OBC = 2$,$OB = 2$,$OC = 4$,$C(0, -4)$($D$在$AC$下方,$C$在$y$轴负半轴)。
将$B(-2, 0)$,$C(0, -4)$代入抛物线:
$\begin{cases} 4a + 12a + c = 0 \\ c = -4 \end{cases}$,解得$a = \frac{1}{4}$,$c = -4$。
∴抛物线表达式为$y = \frac{1}{4}x^2 - \frac{3}{2}x - 4$。
(2) ①
直线$AC$:$A(8, 0)$,$C(0, -4)$,表达式为$y = \frac{1}{2}x - \4$。
设$D(m, \frac{1}{4}m^2 - \frac{3}{2}m - 4)$,$G(m, \frac{1}{2}m - 4)$,$F(m, 0)$。
$\triangle DEG \cong \triangle AFG$(均为直角三角形),则$AG = DG$。
$AG = \frac{(8 - m)\sqrt{5}}{2}$,$DG = \frac{m(8 - m)}{4}$。
$\frac{(8 - m)\sqrt{5}}{2} = \frac{m(8 - m)}{4}$,解得$m = 2\sqrt{5}$。
∴点$D$的横坐标为$2\sqrt{5}$。

$\triangle CDG$为等腰三角形,分三种情况:
$CG = DG$:$m = 8 - 2\sqrt{5}$,$D(8 - 2\sqrt{5}, 5 - 5\sqrt{5})$;
$CG = CD$:$m = 4$,$D(4, -6)$;
$CD = DG$:$m = 3$,$D(3, -\frac{25}{4})$。
∴点$D$的坐标为$(3, -\frac{25}{4})$,$(4, -6)$,$(8 - 2\sqrt{5}, 5 - 5\sqrt{5})$。