题目内容

如图(1),正方形ABCD的顶点B、C在双曲线y=
k
x
上,另两个顶点在坐标轴上,
(1)设OA=a,OD=b,①请直接写出B、C的坐标(用a、b表示):B(
 
,
 
),C(
 
,
 
),
②求证:a=b( ①中结论可直接用 );
(2)如图(2),作正方形BFGH,且F在x轴上,H在双曲线上,当S正方形BFGH=5时,求k;
(3)如图(3),作矩形BFGH,且F在x轴上,H在双曲线上,BH:BF=2:1,当S矩形BFGH=17时,
请直接写出k的值.
考点:反比例函数综合题,全等三角形的判定与性质,勾股定理,矩形的性质,正方形的性质,相似三角形的判定与性质
专题:综合题
分析:(1)①过点C作CP⊥y轴于点P,过点B作BQ⊥x轴于点Q,如图(1),易证△CPD≌△DOA,△DOA≌△AQB,则有PC=OD=AQ=b,PD=OA=BQ=a,就可得到B、C的坐标;②把B、C两点坐标代入y=
k
x
,即可证到a=b;
(2)设过点B平行于x轴的直线与过点F平行于y轴的直线交于点M、与过点H平行于y轴的直线交于点N,如图(2),则有MF=a,∠FMB=∠BNH=90°.易证△BMF≌△HNB,则有MF=NB=a,从而可得到xH为3a,再根据B、H在双曲线y=
k
x
上可求得yH=
2a
3
,从而有NH=a-
2a
3
=
a
3
.由S正方形BFGH=5可求得BH2=5.在Rt△BNH中根据勾股定理可求得a2=
9
2
,由此可求出k的值;
(3)设过点B平行于x轴的直线与过点F平行于y轴的直线交于点M、与过点H平行于y轴的直线交于点N,如图(3),则有MF=a,∠FMB=∠BNH=90°.易证△BMF∽△HNB,根据相似三角形的性质可得NB=2MF=2a,从而得到xH为4a,再由B、H在双曲线y=
k
x
上可得yH=
a
2
,则有NH=a-
a
2
=
a
2
.由S矩形BFGH=17可得BH2=34.在Rt△BNH中根据勾股定理可求得a2=8,由此可求出k的值.
解答:解:(1)①B(a+b,a)、Cb,a+b).
解题思路:过点C作CP⊥y轴于点P,过点B作BQ⊥x轴于点Q,如图(1),

易证△CPD≌△DOA,△DOA≌△AQB,则有PC=OD=AQ=b,PD=OA=BQ=a,
所以B(a+b,a)、Cb,a+b),
故答案为:a+b、a、b、a+b;
②证明:∵B、C在双曲线y=
k
x
上,
∴k=a(a+b)=b(a+b).
∵a+b≠0,
∴a=b;

(2)设过点B平行于x轴的直线与过点F平行于y轴的直线交于点M、与过点H平行于y轴的直线交于点N,如图(2),

则有MF=a,∠FMB=∠BNH=90°.
∵四边形BFGH是正方形,
∴BF=BH,∠FBH=90°,
∴∠MBF=180°-90°-∠NBH=90°-∠NBH=∠NHB.
在△BMF和△HNB中,
∠MBF=∠NHB
∠FMB=∠BNH
BF=HB
,
∴△BMF≌△HNB(SAS),
∴MF=NB=a,
∵点B的坐标为(a+b,a)即(2a,a),
∴xH=2a+a=3a,
∵B、H在双曲线y=
k
x
上,
∴k=2a2=3a•yH,
∴yH=
2a
3
,
∴NH=a-
2a
3
=
a
3
.
∵S正方形BFGH=5,
∴BH2=5.
在Rt△BNH中,
BH2=BN2+NH2=a2+(
a
3
)2=5.
∴a2=
9
2
,
∴k=2a2=9;

(3)k的值为16.
解题思路:设过点B平行于x轴的直线与过点F平行于y轴的直线交于点M、与过点H平行于y轴的直线交于点N,如图(3),

则有MF=a,∠FMB=∠BNH=90°.
易证△BMF∽△HNB,
由MF=a,BH:BF=2:1可得NB=2MF=2a,
则xH=2a+2a=4a,
由B、H在双曲线y=
k
x
上可得yH=
a
2
,
则有NH=a-
a
2
=
a
2
.
由S矩形BFGH=17可得BH2=34.
在Rt△BNH中根据勾股定理可求得a2=8,
则k=2a2=16.
点评:本题主要考查了反比例函数图象上点的坐标特征、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理,正方形的性质、矩形的性质等知识,构造K型全等及K型相似是解决本题的关键.
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