题目内容
【题目】平面直角坐标系xOy中,对于任意的三个点A、B、C,给出如下定义:若矩形的任何一条边均与某条坐标轴平行,且A,B,C三点都在矩形的内部或边界上,则称该矩形为点A,B,C的“三点矩形”.在点A,B,C的所有“三点矩形”中,若存在面积最小的矩形,则称该矩形为点A,B,C的“最佳三点矩形”.
如图1,矩形DEFG,矩形IJCH都是点A,B,C的“三点矩形”,矩形IJCH是点A,B,C的“最佳三点矩形”.
如图2,已知M(4,1),N(﹣2,3),点P(m,n).
(1)①若m=1,n=4,则点M,N,P的“最佳三点矩形”的周长为 ,面积为 ;
②若m=1,点M,N,P的“最佳三点矩形”的面积为24,求n的值;
(2)若点P在直线y=﹣2x+4上.
①求点M,N,P的“最佳三点矩形”面积的最小值及此时m的取值范围;
②当点M,N,P的“最佳三点矩形”为正方形时,求点P的坐标;
(3)若点P(m,n)在抛物线y=ax2+bx+c上,且当点M,N,P的“最佳三点矩形”面积为12时,﹣2≤m≤﹣1或1≤m≤3,直接写出抛物线的解析式.
【答案】(1)①18,18;②或5;(2)①最小值为12,;②点的坐标为或;(3),或.
【解析】
(1)①根据题意,易得M、N、P的“最佳三点矩形”的周长和面积②先求出和的值,再根据m=1以及M、N、P的“最佳三点矩形”的面积是24,可分析出此矩形的邻边长分别为6、4进而求出n的值
(2)①结合图形,易得M、N、P的“最佳三点矩形”的面积的最小值,分别将对应的值代入y=-2x+4即可求出m的取值范围②当M、N、P的“最佳三点矩形”为正方形时,易得边长为6,将对应的值代入y=-2x+4即可求出P点坐标
(3)根据题意画出图像,易得抛物线的解析式
解:(1)①如图,过P做直线AB平行于x轴,过N做直线AC平行于y轴,过M做MB平行于y轴,分别交于点A(-2,4)、C(-2,1)、B(4,1)
则AC=BM=3,AB=CM=6故周长=(3+6)=18,面积=3=18
故M、N、P的“最佳三点矩形”的周长和面积分别为18,18;
② ∵M(4,1),N(-2,3)∴,
又∵m=1,点M、N、P的“最佳三点矩形”的面积为24
∴此矩形的邻边长分别为6,4
∴n=-1或5
(2)如图1,
① 易得点M、N、P的“最佳三点矩形”的面积的最小值为12;
分别将y=3,y=1代入y=-2x+4,可得x分别为,
结合图象可知:
②当点M、N、P的“最佳三点矩形”为正方形,边长为6,
分别将y=7,y=-3代入y=-2x+4 ,可得分别为,
点P的坐标为( ,7)或( ,-3)
(3)如图2,y=+或y=+