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初三数学期末冲刺,持续学习熟能成巧:《秒杀反比例专项》训练-反比例菱形存在性

 初中数学压轴 2021-01-01

前言 PREFACE

姜胜昊老师  专注初中数学压轴

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19.(2018·巨野县一模)如图,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数y=m/x(x>0)的图象交于点P(4,2),与x轴交于点A(﹣4,0),与y轴交于点C,PB⊥x轴于点B.
(1)求一次函数,反比例函数的解析式;
(2)反比例函数图象上是否存在点D,使四边形BCPD为菱形?如果存在,求出点D的坐标;如果不存在,说明理由.

【点评】本题为反比例函数的综合应用,涉及待定系数法、平行线分线段成比例、菱形的判定和性质等知识.在(1)中求得P点坐标是解题的关键,在(2)中注意利用平行线分线段成比例是解题的关键,在(3)中确定出D点的坐标是解题的关键.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.

【分析】(1)利用待定系数法可求得一次函数和反比例函数的解析式;
(2)由平行线分线段成比例可求得AC=PC,可先求得C点坐标,过C作CD∥x轴,交PB于点E,交反比例函数图象于点D,可求得此时D点坐标,可证得四边形BCPD为菱形.
【解答】解:(1)
把P(4,2)代入反比例函数解析式可得m=8,
∴反比例函数解析式为y=8/x,
把A、P两点坐标代入一次函数解析式可得0=-4k+b;2=4k+b,解得k=1/4;b=1,
∴一次函数解析式为y=1/4x+1;
 
(2)存在点D,使四边形BCPD为菱形.
理由如下:∵PB⊥x轴,
∴B(4,0)
∴OA=OB,
∵PB⊥x轴于点B,
∴∠PBA=∠COA=90°,
∴PB∥CO,
∴OA/OB=AC/PC=1,即AC=PC,
∴点C为线段AP的中点;
∴BC=1/2AP=PC,
∵四边形BCPD为菱形,
∴BC和PC是菱形的两条边,
∵y=1/4x+1,
∴C(0,1),
如图,过点C作CD∥x轴,交PB于点E,交反比例函数图象于点D,分别连接PD、BD,

D81),且PBCD
∴PE=BE=1,CE=DE=4,
∴PB与CD互相垂直平分,即四边形BCPD为菱形,
∴存在满足条件的点D,其坐标为(8,1).
 

如图,矩形OABC的顶点A、C分别在x、y轴的正半轴上,点B在反比例函数y=k/x(k≠0)的第一象限内的图象上,OA=3,OC=5,动点P在x轴的上方,且满足S△PAO=3/10S矩形OABC.
(1)若点P在这个反比例函数的图象上,求点P的坐标;
(2)连接PO、PA,求PO+PA的最小值;
(3)若点Q是平面内一点,使得以A、B、P、Q为顶点的四边形是菱形,则请你直接写出满足条件的所有点Q的坐标.

【点评】本题考查了矩形的性质、反比例函数图象上点的坐标特征、三角形的面积、勾股定理、两点间的距离、菱形的性质以及解一元二次方程,解题的关键是:(1)利用三角形的面积与矩形面积间的关系,求出点P的纵坐标;(2)利用两点之间线段最短,找出点P的位置;(3)分点Q在点P的上方及点Q在点P的下方两种情况,求出点Q的坐标.

【分析】(1)由矩形的性质可得出点B的坐标,利用反比例函数图象上点的坐标特征可求出k值,进而可得出反比例函数解析式,由S△PAO=3/10S矩形OABC可求出点P的纵坐标,再利用反比例函数图象上点的坐标特征可求出点P的坐标;
(2)作点O关于直线y=3的对称点O′,连接AO′交直线y=3于点P,利用两点之间线段最短可得出此时PO+PA取得最小值,由点O的坐标可求出点O′的坐标,再利用勾股定理即可求出PO+PA的最小值;
(3)由线段AB的长及点P的纵坐标可得出AB只能为边,分点Q在点P的上方及点Q在点P的下方两种情况考虑:①当点Q在点P的上方时,由AP=AB=5可求出m的值,进而可得出点P1,P2的坐标,结合PQ=AB=5可得出点Q1,Q2的坐标;②当点Q在点P的下方时,由BP=AB=5可求出m的值,进而可得出点P3,P4的坐标,结合PQ=AB=5可得出点Q3,Q4的坐标.综上,此题得解.

【解答】解:(1)由题意,可知:点B的坐标为(3,5).
∵点B在反比例函数y=k/x(k≠0)的第一象限内的图象上,
∴k=3×5=15,
∴反比例函数的解析式为y=15/x.
∵S△PAO=3/10S矩形OABC,
∴1/2×3×yP=3/10×3×5,
∴yP=3.
当y=3时,15/x=3,解得:x=5,
∴当点P在这个反比例函数的图象上时,点P的坐标为(5,3).
(2)由(1)可知:点P在直线y=3上,作点O关于直线y=3的对称点O′,连接AO′交直线y=3于点P,此时PO+PA取得最小值,如图1所示.
∵点O的坐标为(0,0),
∴点O′的坐标为(0,6).
∵点A的坐标为(3,0),
∴AO′=√3²+√6²=3√5,
∴PO+PA的最小值为3√5.
(3)∵AB∥y轴,AB=5,点P的纵坐标为3,
∴AB不能为对角线,只能为边.
设点P的坐标为(m,3),
分两种情况考虑,如图2所示:
①当点Q在点P的上方时,AP=AB=5,即(m﹣3)2+(3﹣0)2=25,
解得:m1=﹣1,m2=7,
∴点P1的坐标为(﹣1,3),点P2的坐标为(7,3).
又∵PQ=5,且PQ∥AB∥y轴,
∴点Q1的坐标为(﹣1,8),点Q2的坐标为(7,8);
②当点Q在点P的下方时,BP=AB=5,即(m﹣3)2+(3﹣5)2=25,
解得:m3=3﹣√21,m4=3+√21,
同理,可得出:点Q3的坐标为(3﹣√21,﹣2),点Q4的坐标为(3+√21,﹣2).
综上所述:当以A、B、P、Q为顶点的四边形是菱形时,点Q的坐标为(﹣1,8),(7,8),(3﹣√21,﹣2)或(3+√21,﹣2).


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