题目如图,在平面直角坐标系
xOy中,直线
y=x−2与反比例函数
y=xk(x>0)的图象交于点
A(4,n),与
y轴交于点
B,点
P是反比例函数
y=xk(x>0)的图象上一动点,过点
P作直线
PQ∥y轴交直线
y=x−2于点
Q,设点
P的横坐标为
t,且
0<t<4,连接
AP、
BP.
(1)求
k的值;
(2)当
△ABP的面积为
8时,求点
Q的坐标;
(3)在(2)的条件下,过点
A作
AE⊥y轴于点
E,设
PQ的中点为
C,在坐标轴上是否存在一点
D,使得
△AOE和
△BCD相似,若存在,求出点
D的坐标,若不存在,请说明理由.
知识点:反比例函数与一次函数的交点章节:第6章 反比例函数 / 6.2 反比例函数的图象与性质
答案与解析
答案
(1)∵直线
y=x−2与反比例函数
y=xk(x>0)的图象交于点
A(4,n),
∴把
A(4,n)代入
y=x−2,
得
a=4−2=2,
∴A(4,2),
∴k=4×2=8;
(2)由题意知
P(t,t8),则
Q(t,t−2),
∵y=x−2,
∴当
x=0时,
y=−2,
∴B(0,−2),
由题意得
S△APB=21PQ•∣xA∣=8,
即
21(t8−t+2)×4=8,
解得
t=2或
t=−4(舍去),
∴Q(2,0);
(3)存在,理由如下:
由(2)可知:
Q(2,0),
P(2,4),
B(0,−2),则
C(2,2),
∵A(4,2),
∴AC∥x轴,
AE=4,
OE=2,
BE=4,
∴CE⊥y轴,
CE=2,
BC=22+42=25,
当点
D在
y轴上时,设
D(0,a),
则
BD2=(a+2)2,
CD2=22+(a−2)2,
当点
D在
x轴上时,设
D(b,0),
则
BD2=b2+22,
CD2=(b−2)2+22,
当
△AOE和
△BCD相似时,则
△BCD为直角三角形,
①当点
C为直角顶点时,点
D在
y轴上时,设
D(0,a),
由勾股定理得
(a+2)2=(25)2+22+(a−2)2,
解得
a=3,
∴D(0,3),此时
CD=5,
∵OECD=25=AEBD,
∠BCD=∠AEO,
∴△AOE∽△BCD,符合题意,
当点
D在
x轴上时,由勾股定理得
b2+22=(b−2)2+22+(25)2,
解得
b=6,
∴D(6,0),
∴CD=25,
此时
△BCD为等腰直角三角形,不符合题意;
②当点
D为直角顶点,点
D在
y轴上时,则
D(0,2),
∵OECD=1=AEBE,
∠CDB=∠AEO,
∴△AOE和
△BCD相似,符合题意,
当点
D在
x轴上时,由勾股定理得
b2+22+(b−2)2+22=(25)2,
解得
b=5+1或
b=−5+1,
∴D(5+1)或
D(−5+1),
此时
△AOE和
△BCD不相似,不符合题意;
③当点
B为直角顶点时,此时点
D在
x轴上,
则
b2+22+(25)2=(b−2)2+22,
解得
b=−4,
∴D(−4,0),
∴BD=25,
此时
△BCD为等腰直角三角形,不符合题意;
综上,当
D(0,3)或
D(0,2)时,
△AOE和
△BCD相似.

解析
(1)∵直线
y=x−2与反比例函数
y=xk(x>0)的图象交于点
A(4,n),
∴把
A(4,n)代入
y=x−2,
得
a=4−2=2,
∴A(4,2),
∴k=4×2=8;
(2)由题意知
P(t,t8),则
Q(t,t−2),
∵y=x−2,
∴当
x=0时,
y=−2,
∴B(0,−2),
由题意得
S△APB=21PQ•∣xA∣=8,
即
21(t8−t+2)×4=8,
解得
t=2或
t=−4(舍去),
∴Q(2,0);
(3)存在,理由如下:
由(2)可知:
Q(2,0),
P(2,4),
B(0,−2),则
C(2,2),
∵A(4,2),
∴AC∥x轴,
AE=4,
OE=2,
BE=4,
∴CE⊥y轴,
CE=2,
BC=22+42=25,
当点
D在
y轴上时,设
D(0,a),
则
BD2=(a+2)2,
CD2=22+(a−2)2,
当点
D在
x轴上时,设
D(b,0),
则
BD2=b2+22,
CD2=(b−2)2+22,
当
△AOE和
△BCD相似时,则
△BCD为直角三角形,
①当点
C为直角顶点时,点
D在
y轴上时,设
D(0,a),
由勾股定理得
(a+2)2=(25)2+22+(a−2)2,
解得
a=3,
∴D(0,3),此时
CD=5,
∵OECD=25=AEBD,
∠BCD=∠AEO,
∴△AOE∽△BCD,符合题意,
当点
D在
x轴上时,由勾股定理得
b2+22=(b−2)2+22+(25)2,
解得
b=6,
∴D(6,0),
∴CD=25,
此时
△BCD为等腰直角三角形,不符合题意;
②当点
D为直角顶点,点
D在
y轴上时,则
D(0,2),
∵OECD=1=AEBE,
∠CDB=∠AEO,
∴△AOE和
△BCD相似,符合题意,
当点
D在
x轴上时,由勾股定理得
b2+22+(b−2)2+22=(25)2,
解得
b=5+1或
b=−5+1,
∴D(5+1)或
D(−5+1),
此时
△AOE和
△BCD不相似,不符合题意;
③当点
B为直角顶点时,此时点
D在
x轴上,
则
b2+22+(25)2=(b−2)2+22,
解得
b=−4,
∴D(−4,0),
∴BD=25,
此时
△BCD为等腰直角三角形,不符合题意;
综上,当
D(0,3)或
D(0,2)时,
△AOE和
△BCD相似.
