题目内容

【题目】如图1,在平面直角坐标系xoy中,二次函数的图象与x轴的交点为A,B,顶点为C,点D为点C关于x轴的对称点,过点A作直线l:交BD于点E,连接BC的直线交直线l于K点.

(1)问:在四边形ABKD内部是否存在点P,使它到四边形ABKD四边的距离都相等?

若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;

(2)若M,N分别为直线AD和直线l上的两个动点,连结DN,NM,MK,如图2,求DN+NM+MK和的最小值.

【答案】(1) 四边形ABCD内部存在点P(2,)到四边形ABCD四边的距离相等;(2)8.

【解析】

(1)由抛物线解析式求点A、B、C、D的坐标,求直线BC解析式,把直线BC与直线l的解析式联立方程组,求得的解为点K坐标,因此求得AB=BK=KD=AD=4,即四边形ABKD为菱形.由菱形性质可知对角线平分一组对角,故对角线AK、BD交点E在菱形四个内角的平分线上,所以点E到四边距离相等,即为符合题意的点P.

(2)由菱形性质可知点B、D关于直线AK对称,故有DN=BN,所以当点B、N、M在同一直线上时,DN+MN=BN+MN=BM最小.作点K关于直线AD对称点Q,得MK=MQ,所以当点Q、M、B在同一直线上时,BM+MK=BM+MQ=BQ最小,即BQ的长为DN+NM+MK的最小值.由AK平分∠DAB可求得点K到直线AD距离等于点K的纵坐标,进而求得KQ的长;再由BK∥AD得∠BKQ=∠DRQ=90°,利用勾股定理即求得BQ的长.

(1)在四边形ABKD内部存在点P到四边形ABKD四边的距离都相等.

当y=0时,

解得:x1=-1,x2=3

∴A(-1,0),B(3,0),AB=4

∵

∴顶点C(1,-2)

∵点D为点C关于x轴的对称点

∴D(1,2),

设直线BC解析式为y=bx+c

∴, 解得:

∴直线BC:

∵,解得:

∴K(5,2)

∴,DK∥x轴,DK=5-1=4

∴AB=BK=DK=AD=4

∴四边形ABKD是菱形

∴对角线AK、BD平分一组对角,

∴AK、BD交点E(1,)到菱形四边距离相等

∴点P与点E重合时,即符合题意的点

∴在四边形ABKD内部存在点P(1,)到四边形ABKD四边的距离都相等.

(2)过点K作KF⊥x轴于点F,作点K关于直线AD的对称点Q,KQ与直线AD相交于点R,连接MQ、QB、NB

∵菱形ABKD中,AK与BD互相垂直平分

∴点B、D关于直线AK对称

∴DN=BN

∴当点B、N、M在同一直线上时,DN+NM=BN+NM=BM最小

∵点K、Q关于直线AD对称

∴KQ⊥AD,QR=KR,MK=MQ

∴当点Q、M、B在同一直线上时,BM+MK=BM+MQ=BQ最小

∴BQ的长为DN+NM+MK的最小值

∵AK平分∠DAB,KF⊥AB,KR⊥AD,yK=2

∴KF=KR=2

∴KQ=2KR=4

∵BK∥AD

∴∠BKQ=∠DRQ=90°

∴Rt△BKQ中,BQ=

∴DN+NM+MK和的最小值为8.

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