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已知抛物线y=x2+4x+m(m为常数)经过点(0,4)
(1)求m的值;
(2)将该抛物线先向右、再向下平移得到另一条抛物线.已知这条平移后的抛物线满足下述两个条件:它的对称轴(设为直线l2)与平移前的抛物线的对称轴(设为l1)关于y轴对称;它所对应的函数的最小值为-8.
①试求平移后的抛物线所对应的函数关系式;
②试问在平移后的抛物线上是否存在着点P,使得以3为半径的⊙P既与x轴相切,又与直线l2相交?若存在,请求出点P的坐标,并求出直线l2被⊙P所截得的弦AB的长度;若不存在,请说明理由.
【答案】分析:(1)将(0,4)代入抛物线,得:02+4×0+m=4,解得m=4;
(2)①根据(1)求出的抛物线,可知其对称轴,平移后的抛物线的对称轴与平移前的对称轴关于y轴对称,即可求出新抛物线对称轴,再根据第二个条件,最小值为-8,即可求出平移后的抛物线的关系式;
②该题需要分情况讨论,假设p点存在,且p在x轴上方,根据题意可知,p的纵坐标是3,代入关系式求解,求出p点坐标,在验证该点是否在直线上;若p在y轴下方,则p的纵坐标是-3,代入关系式,求出坐标,再进行检验.
解答:解:(1)依题意得:02+4×0+m=4,解得m=4(3分)

(2)①由(1)得:y=x2+4x+4=(x+2)2,
∴对称轴为直线l1:x=-2(4分)
依题意得平移后的抛物线的对称轴为直线l2:x=2(5分)
故设平移后的抛物线所对应的函数关系式为y=(x-2)2+k(6分)
∵此函数最小值为-8,
∴k=-8
即平移后的抛物线所对应的函数关系式为y=(x-2)2-8=x2-4x-4(7分)
②存在.理由如下:
由①知平移后的抛物线的对称轴为直线l2:x=2
当点P在x轴上方时,∵⊙P与x轴相切,
∴令y=x2-4x-4=3,
解得x=2±(8分)
∵此时点P1(2+,3),P2(2-,3)与直线x=2之距均为,
∴点P1、P2不合题意,应舍去.(9分)
当点P在x轴下方时,
∵⊙P与x轴相切,
∴令y=x2-4x-4=-3,
解得x=2±(10分)
此时点P3(2+,-3),P4(2-,-3)与直线x=2之距均为,
∵<3,⊙P3、⊙P4均与直线l2:x=2相交,
∴点P3、P4符合题意.(11分)
此时弦AB=2×
综上,点P的坐标为(2+,-3)或(2-,-3),
直线l2被⊙P所截得的弦AB的长为4.(13分)
点评:再熟练掌握二次函数的解析式和图象之间的关系下,掌握平移引起的对称轴的变化;该题综合性开放性很强,二次函数图象与圆相切,以及与一次函数的交点等等问题,是综合型的函数题中常见的问题.
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