2026年自我提升与评价九年级数学下册人教版第132页答案
25. (本小题满分13分)如图,直线$y=kx+b(b>0)$与抛物线$y=\frac{1}{4}x^{2}$相交于$A$,$B$两点(点$A$在点$B$的左侧),与$x$轴正半轴相交于点$D$,与$y$轴相交于点$C$.设$△ OCD$的面积为$S$,且$kS+2=0$.过点$B$作$x$轴的垂线交$AO$的延长线于点$E$,过点$C$,$E$分别作$x$轴的平行线$l_{1}$,$l_{2}$,直线$l_{3}$(不平行于$y$轴)与抛物线$y=\frac{1}{4}x^{2}$有唯一公共点,分别交$l_{1}$,$l_{2}$于$P$,$Q$两点.
(1) 求$b$的值.
(2) 求点$E$的纵坐标.
(3) 探究$CP^{2}-CQ^{2}$是否为定值? 若是,请求出该定值;若不是,请说明理由.

答案

(1)
因为$S=\frac{1}{2}OD× OC=\frac{1}{2}×(-\frac{b}{k})× b$,
$kS + 2 = 0$,
所以$k×\frac{1}{2}×(-\frac{b}{k})× b+2 = 0$,
解得$b = 2$。
(2)
联立$\begin{cases}y = kx + 2,\\y=\frac{1}{4}x^{2}.\end{cases}$
得$\frac{1}{4}x^{2}-kx - 2 = 0$,
设$A(x_1,y_1)$,$B(x_2,y_2)$,
由韦达定理得$x_1 + x_2 = 4k$,$x_1x_2=-8$,
直线$AO$的方程为$y=\frac{y_1}{x_1}x=\frac{\frac{1}{4}x_1^{2}}{x_1}x=\frac{1}{4}x_1x$,
令$x = x_2$,则$y=\frac{1}{4}x_1x_2$,
因为$x_1x_2=-8$,
所以$y = - 2$,
所以点$E$的纵坐标为$-2$。
(3)
设直线$l_3$的方程为$y = mx + n$,
联立$\begin{cases}y=mx + n,\\y=\frac{1}{4}x^{2}.\end{cases}$
由$\frac{1}{4}x^{2}-mx - n = 0$,
因为直线$l_3$与抛物线有唯一公共点,
所以$\Delta = m^{2}+n = 0$,即$n=-m^{2}$,
所以直线$l_3$的方程为$y = mx - m^{2}$,
因为$l_1$的方程为$y = 2$,$l_2$的方程为$y=-2$,
由$2 = mx - m^{2}$,得$x=\frac{m^{2}+2}{m}$,
所以$P(\frac{m^{2}+2}{m},2)$,
由$-2 = mx - m^{2}$,得$x=\frac{m^{2}-2}{m}$,
所以$Q(\frac{m^{2}-2}{m},-2)$,
又$C(0,2)$,
根据两点间距离公式$d=\sqrt{(x_2 - x_1)^{2}+(y_2 - y_1)^{2}}$,
$CP^{2}=(\frac{m^{2}+2}{m}-0)^{2}+(2 - 2)^{2}=(\frac{m^{2}+2}{m})^{2}$,
$CQ^{2}=(\frac{m^{2}-2}{m}-0)^{2}+(-2 - 2)^{2}=(\frac{m^{2}-2}{m})^{2}+16$,
则$CP^{2}-CQ^{2}=(\frac{m^{2}+2}{m})^{2}-[(\frac{m^{2}-2}{m})^{2}+16]$
$=\frac{(m^{2}+2)^{2}-(m^{2}-2)^{2}}{m^{2}}-16$
$=\frac{m^{4}+4m^{2}+4-(m^{4}-4m^{2}+4)}{m^{2}}-16$
$=\frac{8m^{2}}{m^{2}}-16$
$=8 - 16$
$=- 8$
所以$CP^{2}-CQ^{2}$是定值,定值为$-8$。
综上,答案依次为:(1)$b = 2$;(2)$-2$;(3)是定值,定值为$-8$。