题目内容
已知函数f(x)=x+的定义域为(0,+∞),且f(2)=2+.设点P是函数图象上的任意一点,过点P分别作直线y=x和y轴的垂线,垂足分别为M、N.(1)求a的值.
(2)问:|PM|•|PN|是否为定值?若是,则求出该定值;若不是,请说明理由.
(3)设O为坐标原点,求四边形OMPN面积的最小值.
【答案】分析:(1)由f(2)=2+=2+求解a.
(2)先设点P的坐标为(x,y),则有y=x+,x>0,再由点到直线的距离公式求得|PM|,|PN|计算即可.
(3)由(2)可将S四边形OMPN转化为S△OPM+S△OPN之和,分别用直角三角形面积公式求解,再构造S四边形OMPN面积模型求最值.
解答:解:(1)∵f(2)=2+=2+,∴a=.
(2)设点P的坐标为(x,y),则有y=x+,x>0,
由点到直线的距离公式可知,|PM|==,|PN|=x,
∴有|PM|•|PN|=1,即|PM|•|PN|为定值,这个值为1.
(3)由题意可设M(t,t),可知N(0,y).
∵PM与直线y=x垂直,
∴kPM•1=-1,即=-1.解得t=(x+y).
又y=x+,∴t=x+.
∴S△OPM=+,S△OPN=x2+.
∴S四边形OMPN=S△OPM+S△OPN=(x2+)+≥1+.
当且仅当x=1时,等号成立.
此时四边形OMPN的面积有最小值:1+.
点评:本题主要考查函数与方程的综合运用,还考查了平面图形的转化与面积模型建立与解决.
(2)先设点P的坐标为(x,y),则有y=x+,x>0,再由点到直线的距离公式求得|PM|,|PN|计算即可.
(3)由(2)可将S四边形OMPN转化为S△OPM+S△OPN之和,分别用直角三角形面积公式求解,再构造S四边形OMPN面积模型求最值.
解答:解:(1)∵f(2)=2+=2+,∴a=.
(2)设点P的坐标为(x,y),则有y=x+,x>0,
由点到直线的距离公式可知,|PM|==,|PN|=x,
∴有|PM|•|PN|=1,即|PM|•|PN|为定值,这个值为1.
(3)由题意可设M(t,t),可知N(0,y).
∵PM与直线y=x垂直,
∴kPM•1=-1,即=-1.解得t=(x+y).
又y=x+,∴t=x+.
∴S△OPM=+,S△OPN=x2+.
∴S四边形OMPN=S△OPM+S△OPN=(x2+)+≥1+.
当且仅当x=1时,等号成立.
此时四边形OMPN的面积有最小值:1+.
点评:本题主要考查函数与方程的综合运用,还考查了平面图形的转化与面积模型建立与解决.
练习册系列答案
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已知函数f(x)=Asin(ωx+φ)(x∈R,A>0,ω>0,|φ|<
)的部分图象如图所示,则f(x)的解析式是( )
π |
2 |
A、f(x)=2sin(πx+
| ||
B、f(x)=2sin(2πx+
| ||
C、f(x)=2sin(πx+
| ||
D、f(x)=2sin(2πx+
|