(1)解法一:连接AC
∵DE为⊙A的直径,DE⊥BC
∴BO=CO
∵D(0,3),E(0,-1)
∴DE=|3-(-1)|=4,OE=1
∴AO=1,AC=
1
2 DE=2
在Rt△AOC中,AC 2=AO 2+OC 2
∴OC=
3
∴C(
3 ,0),B(
3 ,0)
设经过B、E、C三点的抛物线的解析式为 y=a(x-
3 )(x+
3 ) ,
则-1=a(0-
3 )(0+
3 )
解得a=
1
3
∴y=
1
3 (x-
3 )(x+
3 )=
1
3 x 2-1(2分).
解法二:∵DE为⊙A的直径,DE⊥BC
∴BO=CO
∴OC 2=OD•OE
∵D(0,3),E(0,-1)
∴DO=3,OE=1
∴OC2=3×1=3
∴OC=
3
∴C(
3 ,0),B(-
3 ,0)
以下同解法一;
(2)解法一:过点P作PF⊥y轴于F,过点Q作QN⊥y轴于N
∴∠PFA=∠QNA=90°,F点的纵坐标为t
N点的纵坐标为y
∵∠PAF=∠QAN,PA=QA
∴△PFA≌△QNA
∴FA=NA
∵AO=1
∴A(0,1)
∴|t-1|=|1-y|
∵动切线PM经过第一、二、三象限
观察图形可得1<t<3,-1<y<1.
∴t-1=1-y.
即y=-t+2.
∴y关于t的函数关系式为y=-t+2(1<t<3)(5分)
解法二:(i)当经过一、二、三象限的切线PM运动到使得Q点与C点重合时,y=0
连接PB
∵PC是直径
∴∠PBC=90°
∴PB⊥x轴,
∴PB=t.
∵PA=AC,BO=OC,AO=1,
∴PB=2AO=2,
∴t=2.
即t=2时,y=0.
(ii)当经过一、二、三象限的切线
PM运动使得Q点在x轴上方时,y>0
观察图形可得1<t<2
过P作PS⊥x轴于S,过Q作QT⊥x轴于T
则PS ∥ AO ∥ QT
∵点A为线段PQ的中点
∴点O为线段ST的中点
∴AO为梯形QTSP的中位线
∴AO=
QT+PS
2
∴1=
y+t
2
∴y=-t+2.
∴y=-t+2(1<t<2).
(iii)当经过一、二、三象限的切线PM运动使得Q点在x轴下方时,y<0,观察图形可得2<t<3
过P作PS⊥x轴于S,过Q作QT⊥x轴于T,设PQ交x轴于R
则QT ∥ PS
∴△QRT ∽ △PRS
∴
QT
PS =
QR
PR
设AR=m,则
-y
t =
2-m
2+m &&(1)
又∵AO⊥x轴,
∴AO ∥ PS
∴△ROA ∽ △RSP
∴
AO
PS =
RA
RP
∴
1
t =
m
2+m &&(2)
由(1)、(2)得y=-t+2
∴y=-t+2(2<t<3)
综上所述:y与t的函数关系式为y=-t+2(1<t<3)(5分)
(3)解法一:当y=0时,Q点与C点重合,连接PB
∵PC为⊙A的直径
∴∠PBC=90°
即PB⊥x轴
∴s=-
3
将y=0代入y=-t+2(1<t<3),得0=-t+2
∴t=2∴P(-
3 ,2)
设切线PM与y轴交于点I,则AP⊥PI
∴∠API=9
0°
在△API与△AOC中
∵∠API=∠AOC=90°,∠PAI=∠OAC
∴△API ∽ △AOC
∴
AP
AO =
AI
AC
∴I点坐标为(0,5)
设切线PM的解析式为y=kx+5(k≠0),
∵P点的坐标为 (-
3 ,2) ,
∴2=-
3 k+5.
解得k=
3 ,
∴切线PM的解析式为y=
3 x+5(7分)
设切线PM与抛物线y=
1
3 x 2-1交于G、H两点
由
y=
1
3 x 2 -1
y=
3 x+5
可得x 1=
3
3 -3
11
2 , x 2 =
3
3 +3
11
2
因此,G、H的横坐标分别为
3
3 -3
11
2 、
3
3 +3
11
2
根据图象可得抛物线在切线PM下方的点的横坐标x的取值范围是
3
3 -3
11
2 <x<
3
3 +3
11
2 (9分)
解法二:同(3)解法一
可得P(-
3 ,2)
∵直线PM为⊙A的切线,PC为⊙A的直径
∴PC⊥PM
在Rt△CPM与Rt△CBP中
cos∠PCM=
PC
CM =
CB
PC
∵CB=2
3 ,PC=4
∴CM=
P C 2
CB =
16
2
3 =
8
3
3
设M点的坐标为(m,0),
则CM=
3 -m=
8
3
3
∴m=-
5
3
3 .
即M(-
5
3
3 ,0).
设切线PM的解析式为y=kx+b(k≠0),
得
0=-
5
3
3 k+b 2=-
3 k+b.
解得
k=
3
b=5
∴切线PM的解析式为y=
3 x+5(7分)
以下同解法一.