题目内容
【题目】如图1,已知正比例函数和反比例函数的图象都经过点M(﹣2,﹣1),且P(﹣1,﹣2)为双曲线上的一点,Q为坐标平面上一动点,PA垂直于x轴,QB垂直于y轴,垂足分别是A、B.
(1)写出正比例函数和反比例函数的关系式;
(2)当点Q在直线MO上运动时,直线MO上是否存在这样的点Q,使得△OBQ与△OAP面积相等?如果存在,请求出点的坐标,如果不存在,请说明理由;
(3)如图2,当点Q在第一象限中的双曲线上运动时,作以OP、OQ为邻边的平行四边形OPCQ,求平行四边形OPCQ周长的最小值.
【答案】(1)y=x,;(2)存在,Q1(2,1)和Q2(﹣2,﹣1);(3)2+4
【解析】
(1)正比例函数和反比例函数的图象都经过点M(-2,-1),待定系数法可求它们解析式;
(2)由点Q在y=x上,设出Q点坐标,表示△OBQ,由反比例函数图象性质,可知△OAP面积为1,则根据面积相等可构造方程,问题可解;
(3)因为四边形OPCQ是平行四边形,所以OP=CQ,OQ=PC,而点P(-1,-2)是定点,所以OP的长也是定长,所以要求平行四边形OPCQ周长的最小值就只需求OQ的最小值.
解:(1)设正比例函数解析式为y=kx,
将点M(﹣2,﹣1)坐标代入得k=,所以正比例函数解析式为y=x,
同样可得,反比例函数解析式为;
(2)当点Q在直线OM上运动时,
设点Q的坐标为Q(m,m),
于是S△OBQ=OBBQ=×m×m=m2,
而S△OAP=|(﹣1)×(﹣2)|=1,
所以有,m2=1,解得m=±2,
所以点Q的坐标为Q1(2,1)和Q2(﹣2,﹣1);
(3)因为四边形OPCQ是平行四边形,所以OP=CQ,OQ=PC,
而点P(﹣1,﹣2)是定点,所以OP的长也是定长,
所以要求平行四边形OPCQ周长的最小值就只需求OQ的最小值,
因为点Q在第一象限中双曲线上,所以可设点Q的坐标为Q(n,),
由勾股定理可得OQ2=n2+=(n﹣)2+4,
所以当(n﹣)2=0即n=0时,OQ2有最小值4,
又因为OQ为正值,所以OQ与OQ2同时取得最小值,
所以OQ有最小值2,由勾股定理得OP=,
所以平行四边形OPCQ周长的最小值是2(OP+OQ)=2(+2)=2+4.
(或因为反比例函数是关于y=x对称,所以当Q在反比例函数时候,OQ最短的时候,就是反比例与y=x的交点时候,联立方程组即可得到点Q坐标)