题目内容

10.已知直线y=$\frac{1}{2}$x与双曲线y=$\frac{k}{x}$(k>0)交于A、B两点,且点A的横坐标为4.
(1)求k的值;
(2)过原点O的另一条直线l交双曲线y=$\frac{k}{x}$(k>0)于P、Q两点(P点在第一象限的点A的上方),若由点A、B、P、Q为顶点组成的四边形面积为24,求点P的坐标;
(3)若P是双曲线y=$\frac{k}{x}$(k>0,x>0)上一点,分别过P向x轴,y轴作垂线,垂足分别为M,N,试问当P在何处时四边形PMON的周长最小,最小值为多少?

分析 (1)待定系数法求解可得;
(2)作PM⊥x轴于点M,PN⊥x轴于点N.设P点的坐标为(a,$\frac{8}{a}$),根据正比例函数与反比例函数的对称性即可得出四边形APBQ为平行四边形,结合四边形面积为24以及三角形的面积公式即可得出关于a的一元二次方程,解方程即可得出a值,将其代入点P的坐标中即可得出结论;
(3)由(2)得出周长为2a+$\frac{16}{a}$≥2$\sqrt{2a•\frac{16}{a}}$=8$\sqrt{2}$,且在2a=$\frac{16}{a}$,即a=±2$\sqrt{2}$时取得最小值,据此可得答案.

解答 解:(1)在y=$\frac{1}{2}$x中x=4时,y=2,即点A(4,2),
将点A(4,2)代入y=$\frac{k}{x}$得:k=8;

(2)作PM⊥y轴于M,PN⊥x轴于N,AH⊥x轴于H,如图,设P点坐标为(a,$\frac{8}{a}$),

∵点A与点B关于原点对称,点P与点Q关于原点对称,
∴OA=OB,OP=OQ,
∴四边形APBQ为平行四边形,
∴S△OPA=$\frac{1}{4}$S平行四边形APBQ=$\frac{1}{4}$×24=6,
∵S矩形ONPM+S梯形AHNP=S△OPM+S△OPA+S△OAH,
∴8+$\frac{1}{2}$(2+$\frac{8}{a}$)(4-a)=4+6+4,
整理得a2+6a-16=0,解得a1=2,a2=-8(舍去),
∴P点坐标为(2,4).

(3)由(2)知四边形PMON的周长为2a+$\frac{16}{a}$≥2$\sqrt{2a•\frac{16}{a}}$=8$\sqrt{2}$,
且在2a=$\frac{16}{a}$,即a=±2$\sqrt{2}$时,周长取得最小值8$\sqrt{2}$,
∵点P在反比例函数第一象限分支上,
∴a=2$\sqrt{2}$,此时点P的坐标为(2$\sqrt{2}$,2$\sqrt{2}$).

点评 本题考查了反比例函数与一次函数的交点问题、反比例函数图象上点的坐标特征以及平行四边形的判定,解题的关键是根据平行四边形的判定及割补法求面积得出关于a的方程、利用完全平方式的非负性得出最值是关键.

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