题目内容

已知点A、B分别是x轴、y轴上的动点，点C、D是某个函数图象上的点，当四边形ABCD（A、B、C、D各点依次排列）为正方形时，称这个正方形为此函数图象的伴侣正方形．例如：如图，正方形ABCD是一次函数y=x+1图象的其中一个伴侣正方形．
（1）若某函数是一次函数y=x+1，求它的图象的所有伴侣正方形的边长；
（2）若某函数是反比例函数 $数学公式$ ，它的图象的伴侣正方形为ABCD，点D（2，m）（m＜2）在反比例函数图象上，求m的值及反比例函数解析式．

解：（1）如图1，当点A在x轴正半轴，点B在y轴负半轴上时，
∵OC=0D=1，
∴正方形ABCD的边长CD= $\text{[math]}$ ；
∵当点A在x轴负半轴、点B在y轴正半轴上时，
∴设正方形的边长为a，
∴3a=CD= $\text{[math]}$ ．
∴a= $\text{[math]}$ ，
∴正方形边长为 $\text{[math]}$ ，
∴一次函数y=x+1图象的伴侣正方形的边长为 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ ；

（2）如图2，作DE，CF分别垂直于x、y轴，
∵AB=AD=BC，∠DAE=∠OBA=∠FCB，
∴△ADE≌△BAO≌△CBF．
∵m＜2，
∴DE=OA=BF=m，OB=CF=AE=2-m，
∴OF=BF+OB=2，
∴C点坐标为（2-m，2），
设反比例函数的解析式为： $\text{[math]}$ ，
∵D（2，m），C（2-m，2）
∴ $\text{[math]}$ ，
∴由②得：k=2m③，
∴把k=2m代入①得：2m=2（2-m），
∴解得m=1，k=2，
∴反比例函数的解析式为y= $\text{[math]}$ ．
分析：此题较为新颖，特别要注意审题和分析题意，耐心把题读完，知A、B为坐标轴上两点，C、D为函数图象上的两点．
（1）先正确地画出图形，再利用正方形的性质确定相关点的坐标从而计算正方形的边长，注意思维的严密性；
（2）因为ABCD为正方形，所以可作垂线得到全等三角形，利用点D（2，m）的坐标表示出点C的坐标从而求解．
点评：此题是一道新定义题，题比较复杂，主要考查对反比例函数和一次函数问题的解决能力，关键在于先要正确理解伴侣正方形的意义，特别要注意的是正方形的顶点所处的位置，因为涉及到相关点的坐标，所以过某一点作坐标轴的垂线是必不可少的，再利用正方形的性质和全等三角形的知识确定相关点的坐标即可求解．