题目内容
【题目】有这样一个问题:探究同一平面直角坐标系中系数互为倒数的正、反比例函数与(k≠0)的图象性质.
小明根据学习函数的经验,对函数与(k≠0),当k>0时的图象性质进行了探究.
下面是小明的探究过程:
(1)如图所示,设函数与图象的交点为A、B,已知A点的坐标为(﹣k,﹣1),则B点的坐标为 ;
(2)若点P为第一象限内双曲线上不同于点B的任意一点.
①设直线PA交x轴于点M,直线PB交x轴于点N.求证:PM=PN.
证明过程如下,设P(m,),直线PA的解析式为y=ax+b(a≠0).
则,解得:,
∴直线PA的解析式为 .
请你把上面的解答过程补充完整,并完成剩余的证明.
②当P点坐标为(1,k)(k≠1)时,判断△PAB的形状,并用k表示出△PAB的面积.
【答案】(1) B(k,1);(2)①见解析;②1﹣k2.
【解析】
(1)根据正、反比例函数图象的对称性结合点A的坐标即可得出点B的坐标;
(2)①设,根据点P、A的坐标利用待定系数法可求出直线PA的解析式,利用一次函数图象上点的坐标特征可求出点M的坐标,过点P作PH⊥x轴于H,由点P的坐标可得出点H的坐标,进而即可求出MH的长度,同理可得出HN的长度,再根据等腰三角形的三线合一即可证出PM=PN;
②根据①结合PH、MH、NH的长度,可得出△PAB为直角三角形,分k>1和0<k<1两种情况,利用分割图形求面积法即可求出△PAB的面积.
(1)由正、反比例函数图象的对称性可知,点A. B关于原点O对称,
∵A点的坐标为(k,1),
∴B点的坐标为(k,1).
故答案为:(k,1).
(2))①证明过程如下,设,直线PA的解析式为y=ax+b(a≠0).
则
解得:
∴直线PA的解析式为
当y=0时,x=mk,
∴M点的坐标为(mk,0).
过点P作PH⊥x轴于H,如图1所示,
∵P点坐标为,
∴H点的坐标为(m,0),
∴MH=xH﹣xM=m﹣(m﹣k)=k.
同理可得:HN=k.
∴MH=HN,∴PM=PN.
②由①可知,在△PMN中,PM=PN,∴△PMN为等腰三角形,且MH=HN=k.
当P点坐标为(1,k)时,PH=k,∴MH=HN=PH,
∴∠PMH=∠MPH=45°,∠PNH=∠NPH=45°,
∴∠MPN=90°,即∠APB=90°,∴△PAB为直角三角形.
当k>1时,如图1,
S△PAB=S△PMN﹣S△OBN+S△OAM,
=MNPH﹣ONyB+OM|yA|,
=×2k×k﹣(k+1)×1+(k﹣1)×1,
=k2﹣1;
当0<k<1时,如图2,
S△PAB=S△OBN﹣S△PMN+S△OAM,
=ONyB﹣k2+OM|yA|,
=(k+1)×1﹣k2+(1﹣k)×1,
=1﹣k2.