题目内容
11.在平面直角坐标系中,点B的坐标为(2,0),过点B作AB⊥x轴,交反比例函数y=$\frac{k}{x}$(k>0)的图象于点A,点P(0,m)是y轴正半轴上的一个动点,以PA、PB为边作平行四边形APBC.(1)当点C落在反比例函数的图象上时,求k与m的函数关系式;
(2)在点P运动过程中,平行四边形APBC能够成为一个内角为60°的菱形?如果能,求出所有满足条件的k、m的值,并判断点C是否在反比例函数的图象上;若不存在,请说明理由.
分析 (1)利用平行四边形的性质表示出A点坐标,再利用反比例函数图象上点的坐标性质得出k与m的关系;
(2)可分∠APB=60°和∠PAC=60°两种情况讨论,然后运用菱形的性质及勾股定理等知识就可解决问题.
解答 解:(1)∵AB⊥x轴,点B的坐标为(2,0),点P(0,m)是y轴正半轴上的一个动点,以PA、PB为边作平行四边形APBC,
∴AH=BH=m,PH=HC=2,则A(2,2m),
故xy=k=4m;
(2)连接PC交AB于点H.
①若∠APB=60°,如图1.![]()
∵四边形APBC是菱形,
∴PH=CH,BH=AH,AB⊥PC,PA=PB,
∴△PAB是等边三角形,
∴PB=AB=2BH,
∴PH=$\sqrt{P{B}^{2}-B{H}^{2}}$=$\sqrt{3}$BH.
∵PH=OB=2,
∴$\sqrt{3}$BH=2,
∴BH=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$,
∴m=OP=BH=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$,点A的坐标为(2,$\frac{4\sqrt{3}}{3}$).
∵点A在函数y=$\frac{k}{x}$图象上,
∴k=2×$\frac{4\sqrt{3}}{3}$=$\frac{8\sqrt{3}}{3}$.
此时点C的坐标为(4,$\frac{2\sqrt{3}}{3}$).
∵4×$\frac{2\sqrt{3}}{3}$=$\frac{8\sqrt{3}}{3}$=k,
∴点C在y=$\frac{k}{x}$(k>0)的图象上.
②若∠PAC=60°,如图2.![]()
∵四边形APBC是菱形,
∴PH=CH,BH=AH,AB⊥PC,PA=PB,
∴△PCB是等边三角形,
∴PB=PC=2PH=4,
∴OP=2$\sqrt{3}$,则C点坐标为;(4,2$\sqrt{3}$),
可得:k=8$\sqrt{3}$,m=2$\sqrt{3}$,
点C的坐标为(4,2$\sqrt{3}$),在y=$\frac{k}{x}$(k>0)的图象上.
点评 本题考查了反比例函数综合、平行四边形的性质、菱形的性质、等边三角形的判定与性质、勾股定理等知识,利用分类讨论的数学思想求出是解题关键.
| A. | 30cm2 | B. | 30πcm2 | C. | 15πcm2 | D. | 15cm2 |