Question

【題目】如圖，在頂點(diǎn)為P的拋物線y=a（x-h）2+k（a≠0）的對(duì)稱軸1的直線上取點(diǎn)A（h，k+），過A作BC⊥l交拋物線于B、C兩點(diǎn)（B在C的左側(cè)），點(diǎn)和點(diǎn)A關(guān)于點(diǎn)P對(duì)稱，過A作直線m⊥l．又分別過點(diǎn)B，C作直線BE⊥m和CD⊥m，垂足為E，D．在這里，我們把點(diǎn)A叫此拋物線的焦點(diǎn)，BC叫此拋物線的直徑，矩形BCDE叫此拋物線的焦點(diǎn)矩形．

（1）直接寫出拋物線y=x2的焦點(diǎn)坐標(biāo)以及直徑的長．

（2）求拋物線y=x2-x+的焦點(diǎn)坐標(biāo)以及直徑的長．

（3）已知拋物線y=a（x-h）2+k（a≠0）的直徑為，求a的值．

（4）①已知拋物線y=a（x-h）2+k（a≠0）的焦點(diǎn)矩形的面積為2，求a的值．

②直接寫出拋物線y=x2-x+的焦點(diǎn)短形與拋物線y=x2-2mx+m2+1公共點(diǎn)個(gè)數(shù)分別是1個(gè)以及2個(gè)時(shí)m的值．

Answer 1

【答案】（1）4（2）4（3）（4）①a=±；②當(dāng)m=1-或m=5+時(shí)，1個(gè)公共點(diǎn)，當(dāng)1-＜m≤1或5≤m＜5+時(shí)，2個(gè)公共點(diǎn)，

【解析】

（1）根據(jù)題意可以求得拋物線y=x2的焦點(diǎn)坐標(biāo)以及直徑的長；

（2）根據(jù)題意可以求得拋物線y=x2-x+的焦點(diǎn)坐標(biāo)以及直徑的長；

（3）根據(jù)題意和y=a（x-h）2+k（a≠0）的直徑為，可以求得a的值；

（4）①根據(jù)題意和拋物線y=ax2+bx+c（a≠0）的焦點(diǎn)矩形的面積為2，可以求得a的值；

②根據(jù)（2）中的結(jié)果和圖形可以求得拋物線y=x2-x+的焦點(diǎn)矩形與拋物線y=x2-2mx+m2+1公共點(diǎn)個(gè)數(shù)分別是1個(gè)以及2個(gè)時(shí)m的值．

（1）∵拋物線y=x2，

∴此拋物線焦點(diǎn)的橫坐標(biāo)是0，縱坐標(biāo)是：0+=1，

∴拋物線y=x2的焦點(diǎn)坐標(biāo)為（0，1），

將y=1代入y=x2，得x1=-2，x2=2，

∴此拋物線的直徑是：2-（-2）=4；

（2）∵y=x2-x+=（x-3）2+2，

∴此拋物線的焦點(diǎn)的橫坐標(biāo)是：3，縱坐標(biāo)是：2+=3，

∴焦點(diǎn)坐標(biāo)為（3，3），

將y=3代入y=（x-3）2+2，得

3=（x-3）2+2，解得，x1=5，x2=1，

∴此拋物線的直徑時(shí)5-1=4；

（3）∵焦點(diǎn)A（h，k+），

∴k+=a（x-h）2+k，解得，x1=h+，x2=h-，

∴直徑為：h+-（h-）==，

解得，a=±，

即a的值是；

（4）①由（3）得，BC=，

又CD=A'A=．

所以，S=BCCD===2．

解得，a=±；

②當(dāng)m=1-或m=5+時(shí)，1個(gè)公共點(diǎn)，當(dāng)1-＜m≤1或5≤m＜5+時(shí)，2個(gè)公共點(diǎn)，

理由：由（2）知拋，物線y=x2-x+的焦點(diǎn)矩形頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為：

B（1，3），C（5，3），E（1，1），D（5，1），

當(dāng)y=x2-2mx+m2+1=（x-m）2+1過B（1，3）時(shí)，m=1-或m=1+（舍去），過C（5，3）時(shí)，m=5-（舍去）或m=5+，

∴當(dāng)m=1-或m=5+時(shí)，1個(gè)公共點(diǎn)；

當(dāng)1-＜m≤1或5≤m＜5+時(shí)，2個(gè)公共點(diǎn)．

由圖可知，公共點(diǎn)個(gè)數(shù)隨m的變化關(guān)系為

當(dāng)m＜1-時(shí)，無公共點(diǎn)；

當(dāng)m=1-時(shí)，1個(gè)公共點(diǎn)；

當(dāng)1-＜m≤1時(shí)，2個(gè)公共點(diǎn)；

當(dāng)1＜m＜5時(shí)，3個(gè)公共點(diǎn)；

當(dāng)5≤m＜5+時(shí)，2個(gè)公共點(diǎn)；

當(dāng)m=5+時(shí)，1個(gè)公共點(diǎn)；

當(dāng)m＞5+時(shí)，無公共點(diǎn)；

由上可得，當(dāng)m=1-或m=5+時(shí)，1個(gè)公共點(diǎn)；

當(dāng)1-＜m≤1或5≤m＜5+時(shí)，2個(gè)公共點(diǎn)．