题目内容

如图1,在平面直角坐标系中,直线y=-x-4分别交x轴、y轴于A,B,交双曲线y=
k
x
(x<0)于M,连OM,且S△OBM=16.
(1)求k的值.
(2)过M作MN⊥y轴于N,在直线AB上是否存在点E,使OEN的周长最小?若存在,求E点的坐标;否则说明理由;
(3)如图2,在(2)的条件下,P为双曲线上一动点,点Q为PB上一点,且AQ=AB,连MQ,NQ,求证:BQ-MQ=
2
NQ.
考点:反比例函数综合题,四点共圆,线段的性质:两点之间线段最短,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质,圆周角定理,轴对称的性质,平行线分线段成比例
专题:压轴题
分析:(1)过M作MN⊥y轴于N,只需根据条件求出点M的坐标,就可解决问题;
(2)作点O关于直线AB的对称点O′,连接NO′,与直线AB交于点E,连接OE,根据两点之间线段最短可得此时△OEN的周长最小,然后只需依次求出点O′的坐标、直线O′N的解析式、直线O′N与直线AB的交点,就可解决问题;
(3)易证M、Q、N、B四点共圆,从而得到∠NQB=∠NMB=45°.过点N作NT⊥NQ交QB于T,如图②,则有∠NTQ=45°=∠NQB,由此可得NQ=NT,QT=
2
NQ,易证△QNM≌△TNB,则有QM=TB,就可得到QB-QM=QB-TB=QT=
2
NQ.
解答:解:(1)过M作MN⊥y轴于N,如图①,
∵直线y=-x-4分别交x轴、y轴于A、B,
∴当x=0时,y=-4,点B(0,-4);
当y=0时,x=-4,点A(-4,0).
∵S△OBM=
1
2
OB•MN=
1
2
×4×MN=16,
∴MN=8,
∵点M在双曲线y=
k
x
(x<0)上,
∴点M的坐标为(-8,4),k=-8×4=-32;

(2)作点O关于直线AB的对称点O′,连接NO′,与直线AB交于点E,连接OE,如图①,
则有BO′=BO=4,∠O′BA=∠OBA.
根据两点之间线段最短可得此时△OEN的周长最小.
∵OA=OB,∠AOB=90°,∴∠OBA=45°,
∴∠O′BA=∠OBA=45°,
∴∠O′BO=90°,
∴点O′的坐标为(-4,-4),
设直线O′N的解析式为y=kx+4,
把O′(-4,-4)代入y=kx+4得,
∴-4k+4=-4,
∴k=2,
∴直线O′N的解析式为y=2x+4,
y=2x+4
y=-x-4
得,
x=-
8
3
y=-
4
3

∴点E的坐标为(-
8
3
,-
4
3
);

(3)连接AN,过点N作NT⊥NQ交QB于T,如图②,
∵∠AOB=∠MNB=90°,
∴AO∥MN,
BA
AM
=
BO
ON
=1,
∴BA=AM,
∴AN=AB=AM.
∵AQ=AB,
∴AM=AQ=AN=AB,
∴M、Q、N、B四点共圆,
∴∠NQB=∠NMB.
∵MN=BN,∠MNB=90°,
∴∠NMB=∠NBM=45°,
∴∠NQB=45°.
∴∠NTQ=45°=∠NQB,
∴NQ=NT,QT=
2
NQ.
∵∠QNT=∠MNB=90°,
∴∠QNM=∠TNB.
在△QNM和△TNB中,
NQ=NT
∠QNM=∠TNB
NM=NB

∴△QNM≌△TNB,
∴QM=TB,
∴QB-QM=QB-TB=QT=
2
NQ.
点评:本题主要考查了直线上点的坐标特征、用待定系数法求反比例函数的解析式、平行线分线段成比例、四点共圆的判定与性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、两点之间线段最短、轴对称性等知识,综合性比较强,有一定的难度,证到∠NQB=45°并由此构造全等三角形是解决第(3)小题的关键.
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