Question

已知如圖，二次函數(shù)y=ax²+2ax-3a（a≠0）圖象的頂點(diǎn)為H，與x軸交于A、B兩點(diǎn)（B在A點(diǎn)右側(cè)），點(diǎn)H、B關(guān)于直線l：y=

3

3

x+

3

對(duì)稱．
（1）求A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)，并證明點(diǎn)A在直線l上；
（2）求二次函數(shù)解析式；
（3）設(shè)點(diǎn)s是三角形ABH上的一動(dòng)點(diǎn)，從點(diǎn)A沿著AHB方向以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒，到達(dá)點(diǎn)B時(shí)停止運(yùn)動(dòng)．當(dāng)t為何值時(shí)，以點(diǎn)s為圓心的圓與兩坐標(biāo)軸都相切．
（4）過(guò)點(diǎn)B作直線BK∥AH交直線l于K點(diǎn)，M、N分別為直線AH和直線l上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)，連接HN、NM、MK，求HN+NM+MK和的最小值．

Answer 1

分析：（1）求出方程ax²+2ax-3a=0（a≠0），即可得到A點(diǎn)坐標(biāo)和B點(diǎn)坐標(biāo)；把A的坐標(biāo)代入直線l即可判斷A是否在直線上；
（2）根據(jù)點(diǎn)H、B關(guān)于過(guò)A點(diǎn)的直線l：y=

3

3

x+

3

對(duì)稱，得出AH=AB=4，過(guò)頂點(diǎn)H作HC⊥AB交AB于C點(diǎn)，求出AC和HC的長(zhǎng)，得出頂點(diǎn)H的坐標(biāo)，代入二次函數(shù)解析式，求出a，即可得到二次函數(shù)解析式；
（3）首先判定△ABH是等邊三角形，進(jìn)而構(gòu)造直角三角形得出t的值即可；
（4）得出直線AH，BK的解析式，得到方程組

y= 3 3 x+ 3 y= 3 x- 3

，即可求出K的坐標(biāo)，根據(jù)點(diǎn)H、B關(guān)于直線AK對(duì)稱，得出HN+MN的最小值是MB，過(guò)點(diǎn)K作直線AH的對(duì)稱點(diǎn)Q，連接QK，交直線AH于E，得到BM+MK的最小值是BQ，即BQ的長(zhǎng)是HN+NM+MK的最小值，由勾股定理得QB=8，即可得出答案．

解答：解：（1）依題意，得ax²+2ax-3a=0（a≠0），
即x²+2x-3=0，
解得x₁=-3，x₂=1，
∵B點(diǎn)在A點(diǎn)右側(cè)，
∴A點(diǎn)坐標(biāo)為（-3，0），B點(diǎn)坐標(biāo)為（1，0），
答：A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)分別是（-3，0），（1，0）．

∵直線l：y=

3

3

x+

3

，
當(dāng)x=-3時(shí)，y=

3

3

×（-3）+

3

=0，
∴點(diǎn)A在直線l上．

（2）∵點(diǎn)H、B關(guān)于過(guò)A點(diǎn)的直線l：y=

3

3

x+

3

對(duì)稱，
∴AH=AB=4，
如圖1，過(guò)頂點(diǎn)H作HC⊥AB交AB于C點(diǎn)，
則AC=

1

2

AB=2，HC=2

3

，
∴頂點(diǎn)H（-1，2

3

），
代入二次函數(shù)解析式，解得a=-

3

2

，
∴二次函數(shù)解析式為y=-

3

2

x²-

3

x+

3 3

2

，
答：二次函數(shù)解析式為y=-

3

2

x²-

3

x+

3 3

2

，

（3）∵A點(diǎn)坐標(biāo)為（-3，0），點(diǎn)H（-1，2

3

），
∴AH=

22+(2 3 )2

=4，
∵B點(diǎn)坐標(biāo)為（1，0），點(diǎn)H（-1，2

3

），
∴BH=

22+(2 3 )2

=4，
∵A點(diǎn)坐標(biāo)為（-3，0），B點(diǎn)坐標(biāo)為（1，0），
∴AB=4，即AB=AH=BH=4，
∴△ABH是等邊三角形，
如圖2，過(guò)點(diǎn)S作SC⊥AB于點(diǎn)C，過(guò)點(diǎn)S₁作S₁E⊥AB于點(diǎn)E，
設(shè)當(dāng)t秒時(shí)，以點(diǎn)s為圓心的圓與兩坐標(biāo)軸都相切．
則AS=t，AC=

1

2

t，SC=

3

2

t，
此時(shí)SC=CO，
即

3

2

t=3-

1

2

t，
解得：t=3（

3

-1），
同理可得：S₁B=AH+HB-t=8-t，BE=

8-t

2

，S₁E=

3 (8-t)

2

，
當(dāng)EO=S₁E，
即1-

8-t

2

=

3 (8-t)

2

，
解得：t=9-

3

，
故當(dāng)t=3（

3

-1）或t=9-

3

時(shí)，以點(diǎn)s為圓心的圓與兩坐標(biāo)軸都相切．

（4）∵A點(diǎn)坐標(biāo)為（-3，0），點(diǎn)H（-1，2

3

），
∴將兩點(diǎn)代入解析式y(tǒng)=kx+b，
得出

-3k+b=0 -k+b=2 3

，
解得：

k= 3 b=3 3

，
故直線AH的解析式為y=

3

x+3

3

，
∵直線BK∥AH交直線l于K點(diǎn)，
∴直線BK的解析式為：y=

3

x+b，
將B點(diǎn)坐標(biāo)代入求出，
直線BK的解析式為：y=

3

x-

3

，
由

y= 3 3 x+ 3 y= 3 x- 3

，
解得

x=3 y=2 3

，
即K（3，2

3

），
則BK=4，
∵點(diǎn)H、B關(guān)于直線AK對(duì)稱，K（3，2

3

），
∴HN+MN的最小值是MB，KD=KE=2

3

，
如圖3，過(guò)點(diǎn)K作直線AH的對(duì)稱點(diǎn)Q，連接QK，交直線AH于E，KD=KE=2

3

，
則QM=MK，QE=EK=2

3

，AE⊥QK，
∴BM+MK的最小值是BQ，即BQ的長(zhǎng)是HN+NM+MK的最小值，
∵BK∥AH，
∴∠BKQ=∠HEQ=90°，
由勾股定理得QB=8，
∴HN+NM+MK的最小值為8，
答：HN+NM+MK和的最小值是8．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了對(duì)勾股定理，解二元一次方程組，二次函數(shù)與一元二次方程，二次函數(shù)與X軸的交點(diǎn)，用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式等知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，綜合運(yùn)用這些性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算是解此題的關(guān)鍵，此題是一個(gè)綜合性比較強(qiáng)的題目，有一定的難度．