.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+2x﹣3经过坐标轴上A,B,C三点,动点P在抛物线上.
(1)求证:OA=OC;
(2)是否存在点P,使得△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)过动点P作PE垂直y轴于点E,交直线AC于点D,过点D作x轴的垂线,垂足为F,连接EF,直接写出△DEF外接圆的最小面积.
.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+2x﹣3经过坐标轴上A,B,C三点,动点P在抛物线上.
(1)求证:OA=OC;
(2)是否存在点P,使得△ACP是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,说明理由;
(3)过动点P作PE垂直y轴于点E,交直线AC于点D,过点D作x轴的垂线,垂足为F,连接EF,直接写出△DEF外接圆的最小面积.
【考点】二次函数综合题.
【分析】(1)根据自变量与函数值的对应关系,可得A、C点的坐标,可得答案;
(2)①以A为直角顶点时,根据根据等腰三角形的性质,可得∠2的度数,∠3的度数,根据对顶角的性质,可得∠4的度数,根据等腰直角三角形的性质,可得P1H1=H1G,可得关于a的方程,根据解方程,可得a的值,再根据自变量与函数值的对应关系,可得答案;②当C为直角顶点时,根据角的和差,可得∠P2CH2=45°,根据等腰直角三角形的性质,可得关于a的方程,根据解方程,可得a的值,再根据自变量与函数值的对应关系,可得答案;
(3)根据矩形的性质,可得OD与EF的关系,根据垂线段的性质,可得OD的长,根据圆的面积公式.
【解答】(1)证明:由抛物线y=x2+2x﹣3
令y=0,则x2+2x﹣3=0,解得x1=﹣3,x2=1,
所以A(﹣3,0),即OA=3;
令x=0,则y=﹣3,
所以C(0,﹣3),即OC=3;
所以OA=OC;
(2)解:①当A为直角顶点时,过点A作AP1⊥AC,交抛物线于点P1,交y轴于点G,过P1作P1H1⊥y轴于点H1,如图1所示,
由(1)OA=OC,∠AOC=90°
∴△AOC为等腰直角三角形,
∴∠1=∠2=45°.
∵∠P1AC=90°,
∴∠P1AO=45°,∠3=45°,
∴∠4=∠3=45°,
∴∠H1P1G=45°
△AOG,△P1H1G为等腰直角三角形
即OA=OG=3,P1H1=H1G,
设P1(a,a2+2a﹣3)
则 a=a2+2a﹣3﹣3,
解得a1=2,a2=﹣3(舍)
此时a2+2a﹣3=5
所以P1坐标是(2,5);
②当C为直角顶点时,过点C作CP2⊥AC,交抛物线于点P2,过P2作P2H2⊥y轴于点H2,如图2所示,
∵∠1=45°,∠P2CA=90°,
∴∠P2CH2=45°.
∵∠P2H2C=90°,
∴△P2H2C为等腰直角三角形.
即P2H2=H2C
设P2(a,a2+2a﹣3)
则﹣a=﹣a2﹣2a+3﹣3,
解得a1=﹣1,a2=0(舍去),
此时a2+2a﹣3=﹣4
所以P2坐标是(﹣1,﹣4)
综上所述,点P坐标是(2,5)或(﹣1,﹣4).
(3)△DEF的外接圆面积最小等于.
如图3所示,
因为△DEF为直角三角形,则它外接圆的直径为线段EF,要使圆的面积最小,则直径EF必须取最小值,
又因为EF与OD是矩形OEDF的对角线,所以EF=OD.
因为点到线的距离,垂线段最短,得
OD最小值=,
故EF=时,△DEF的外接圆面积最小,得
π()2=
,
△DEF的外接圆面积最小等于.
【点评】本题考查了二次函数综合题,利用自变量与函数值的对应关系得出A、C点的坐标是解题关键;利用等腰三角形的性质得出关于a的方程式解题关键,要分类讨论,以防遗漏;利用矩形的性质得出OD与EF的关系是解题关键,又利用了垂线段的性质.