题目
如图,一次函数
y=ax+b的图象与
x轴交于点
A,与反比例函数
y=xk在第一象限的图象交于点
B(n,4),其中
a,
b满足
a−1+∣b−3∣=0.
(1)直接写出
k,
n的值及点
A的坐标;
(2)点
D在反比例函数
y=xk的图象上,其横坐标为
m,且
−4<m<−1,过点
D的正比例函数图象与反比例函数
y=xk的图象的另一个交点为
C,连接
BC,
AD,四边形
ABCD的面积可以为
12吗?若可以,求出
m的值;若不可以,请说明理由;
(3)点
P是
x轴负半轴上一点,以
BP为边向线段
BP右侧作等边
△BPF,若点
F在双曲线
y=xk(x>0)关于
x轴对称的图象上,求点
P的坐标.
知识点:反比例函数的应用章节:第6章 反比例函数 / 6.3 反比例函数的应用
答案与解析
答案
(1)∵a−1+∣b−3∣=0,
∴a=1,
b=3,
∴一次函数的解析式为
y=x+3,
当
y=0时,
x+3=0,
解得:
x=−3,
∴A(−3,0),
把点
B(n,4)代入
y=x+3得:
n+3=4,
解得:
n=1,
∴B(1,4),
把
B(1,4)代入
y=xk得:
4=1k,
解得:
k=4;
(2)四边形
ABCD的面积可以为
12.
过点
A作
AF∥y轴交
CD于
F,过点
B作
BG∥y轴交
CD于
G,

由题意得:
D(m,
m4),直线
CD的解析式为
y=m24x,
则
C(−m,
−m4),
∵A(−3,0),
B(1,4),
∴F(−3,
−m212),
G(1,
m24),
当
−4<m<−3时,点
D在
AF的左侧,
则
S四边形ABCD=S△ADF+S四边形ABGF+S△BCG=21AF⋅(xA−xD)+21(AF+BG)⋅(xB−xA)+21BG⋅(xG−xB)=21×m212×(−3−m)+21×(m212+4−m24)×(1+3)+21×(4−m24)×(−m−1)=−m4−2m+6,
∵S四边形ABCD=12,
∴−m4−2m+6=12,
解得:
m=−1或
m=−2,
∵−4<m<−3,
∴此时无解;
当
−3⩽m<−1时,点
D在
AF的右侧,
则
S四边形ABCD=S四边形ABGF+S△BCG−S△ADF=21(AF+BG)⋅(xB−xA)+21BG⋅(xG−xB)−21AF⋅(xD−xA)=21×(m212+4−m24)×4+21×(4−m24)×(−m−1)−21×m212×(m+3)=−m4−2m+6,
∵S四边形
ABCD=12,
∴−m4−2m+6=12,
解得:
m=−1或
m=−2,
∵−3⩽m<−1,
∴m=−2;
(3)过点
P作
PN∥y轴,过点
B作
BM∥x轴,过点
F作
FM⊥BM,
FN⊥PN,过点
P作
PH⊥BF于点
H,过点
H作
HK⊥x轴于点
K,
∵点
F在双曲线
y=x4(x>0)关于
x轴对称的图象上,
∴设
F(t,
−t4),则
M(t,4),
∴BM=t−1,
FM=4+t4,
设
P(n,0)(x<0),
则
N(n,
t4),
∴PN=−t4,
FN=t−n,
∵△PBF是等边三角形,
PH⊥BF,
∴PF=BF=PB,
∠FPH=30∘,
FH=21BF,
∴H(2t+1,
2−t2),
K(2t+1,
0),
∴HK=2−t2,
PK=2t+1−n,
∵∠BFM+∠FPK=∠BFM+∠PFN=90∘−60∘=30∘,
∠HPK+∠FPK=30∘∴∠BFM=∠HPK,
∵∠M=∠PKH,
∴△FBM∽△PHK,
∴BMHK=FMPK=BFPH=23,
∴HK=23BM,
PK=23FM,
∴2−t2=23(t−1),
2t+1−n=23(4+t4),
∴t=343,
n=−343−1,
∴点
P的坐标为
(−343−1,0).
解析
(1)∵a−1+∣b−3∣=0,
∴a=1,
b=3,
∴一次函数的解析式为
y=x+3,
当
y=0时,
x+3=0,
解得:
x=−3,
∴A(−3,0),
把点
B(n,4)代入
y=x+3得:
n+3=4,
解得:
n=1,
∴B(1,4),
把
B(1,4)代入
y=xk得:
4=1k,
解得:
k=4;
(2)四边形
ABCD的面积可以为
12.
过点
A作
AF∥y轴交
CD于
F,过点
B作
BG∥y轴交
CD于
G,

由题意得:
D(m,
m4),直线
CD的解析式为
y=m24x,
则
C(−m,
−m4),
∵A(−3,0),
B(1,4),
∴F(−3,
−m212),
G(1,
m24),
当
−4<m<−3时,点
D在
AF的左侧,
则
S四边形ABCD=S△ADF+S四边形ABGF+S△BCG=21AF⋅(xA−xD)+21(AF+BG)⋅(xB−xA)+21BG⋅(xG−xB)=21×m212×(−3−m)+21×(m212+4−m24)×(1+3)+21×(4−m24)×(−m−1)=−m4−2m+6,
∵S四边形ABCD=12,
∴−m4−2m+6=12,
解得:
m=−1或
m=−2,
∵−4<m<−3,
∴此时无解;
当
−3⩽m<−1时,点
D在
AF的右侧,
则
S四边形ABCD=S四边形ABGF+S△BCG−S△ADF=21(AF+BG)⋅(xB−xA)+21BG⋅(xG−xB)−21AF⋅(xD−xA)=21×(m212+4−m24)×4+21×(4−m24)×(−m−1)−21×m212×(m+3)=−m4−2m+6,
∵S四边形
ABCD=12,
∴−m4−2m+6=12,
解得:
m=−1或
m=−2,
∵−3⩽m<−1,
∴m=−2;
(3)过点
P作
PN∥y轴,过点
B作
BM∥x轴,过点
F作
FM⊥BM,
FN⊥PN,过点
P作
PH⊥BF于点
H,过点
H作
HK⊥x轴于点
K,
∵点
F在双曲线
y=x4(x>0)关于
x轴对称的图象上,
∴设
F(t,
−t4),则
M(t,4),
∴BM=t−1,
FM=4+t4,
设
P(n,0)(x<0),
则
N(n,
t4),
∴PN=−t4,
FN=t−n,
∵△PBF是等边三角形,
PH⊥BF,
∴PF=BF=PB,
∠FPH=30∘,
FH=21BF,
∴H(2t+1,
2−t2),
K(2t+1,
0),
∴HK=2−t2,
PK=2t+1−n,
∵∠BFM+∠FPK=∠BFM+∠PFN=90∘−60∘=30∘,
∠HPK+∠FPK=30∘∴∠BFM=∠HPK,
∵∠M=∠PKH,
∴△FBM∽△PHK,
∴BMHK=FMPK=BFPH=23,
∴HK=23BM,
PK=23FM,
∴2−t2=23(t−1),
2t+1−n=23(4+t4),
∴t=343,
n=−343−1,
∴点
P的坐标为
(−343−1,0).