问题 解答题

在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,点P(m,-1)(m>0).连接OP,将线段OP绕点O按逆时针方向旋转90°得到线段OM,且点M是抛物线y=ax2+bx+c的顶点.

(1)若m=1,抛物线y=ax2+bx+c经过点(2,2),当0≤x≤1时,求y的取值范围;

(2)已知点A(1,0),若抛物线y=ax2+bx+c与y轴交于点B,直线AB与抛物线y=ax2+bx+c有且只有一个交点,请判断△BOM的形状,并说明理由.

答案

(1)∵线段OP绕点O按逆时针方向旋转90°得到线段OM

∴∠POM=90°,OP=OM

过点P(m,-1)作PQ⊥x轴于Q,过点M作MN⊥y轴于N,

∵∠POQ+∠MOQ=90°

∠MON+∠MOQ=90°

∴∠MON=∠POQ

∴∠ONM=∠OQP=90°

∴△MON≌△OPQ

∴MN=PQ=1,ON=OQ=m

∴M(1,m)

∵m=1

∴M(1,1)

∵点M是抛物线y=a(x-1)2+1

∵抛物线经过点(2,2)

∴a=1

∴y=(x-1)2+1

∴此抛物线开口向上,对称轴为x=1

∴当x=0时,y=2,

当x=1时,y=1

∴y的取值范围为1≤y≤2.

(2)∵点M(1,m)是抛物线y=ax2+bx+c的顶点

∴可设抛物线为y=a(x-1)2+m

∵y=a(x-1)2+m=ax2-2ax+a+m

∴B(0,a+m)

又∵A(1,0)

∴直线AB的解析式为y=-(a+m)x+(a+m)

解方程组

y=ax2-2ax+a+m
y=-(a+m)x+(a+m)

得ax2+(m-a)x=0

∵直线AB与抛物线y=ax2+bx+c有且只有一个交点,

∴△=(m-a)2=0

∴m=a

∴B(0,2m).

在Rt△ONM中,由勾股定理得

OM2=MN2+ON2=1+m2

∴BM=OM

∴△BOM是等腰三角形.

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