题目内容

14.平面直角坐标系中,已知y1=-x+2分别交x轴,y轴于点A和点B.

(1)若y2=(x-1)2-k2(k>0)与x轴交于点A,求k的值;
(2)当k≠1时,y2=(x-1)2-k2(k>0)交x轴于点C,D(C在左边),交y轴于点M.过点D作y轴的平行线,交y1于点E,作矩形CDEF,连结MF.根据题意画出草图,并回答:
①若矩形CDEF在x轴上方,求出此时k的取值范围,并比较此时点M与点F纵坐标的大小;
②当k为何值时,S△OMF=$\frac{1}{2}$S矩形CDEF.

分析 (1)先求得A的坐标,将点A的坐标代入抛物线的解析式可求得k的值;
(2)①把y=0代入y2=(x-1)2-k2,可求得:x=1±k,从而得到D、C两点的坐标,然后在求得点E的坐标,最后依据点E的纵坐标列不等式求解即可,然后再求得点M的纵坐标和点F的纵坐标,最后依据k的范围可求确定出它们的大小;②由题意得可得到F(1-k,1-k),则当S△OMF=$\frac{1}{2}$S矩形CDEF.时,OM=CD,然后分为0<k<1和k>1两种情况列方程求解即可.

解答 解  (1)将y1=0代入得:-x+2=0,解得:x=2,
∴A(2,0).
将点A的坐标代入抛物线的解析式得:0=12-k2,解得:k=±1.
∵k>0,
∴k=1.
(2)①如图1所示:

∵矩形在x轴上方,
∴点D在A左侧.
把y=0代入y2=(x-1)2-k2,得0=(x-1)2-k2,
解得:x=1±k.
∵k>0,
∴D(1+k,0),C(1-k,0).
∴E(1+k,-k+1).
∵点E在x轴的上方,
∴-k+1>0,解得:k<1.
又∵k>0,
∴0<k<1.
由题意可得:M纵坐标为1-k2,F纵坐标为1-k,
∴1-k2-(1-k)=k(1-k)>0
∴时M纵坐标>F纵坐标.
②∵F(1-k,1-k),
∴点F到OM的距离等于点F到CD的距离.
∴△OMF与矩形CDEF等高,
∴当S△OMF=$\frac{1}{2}$S矩形CDEF.时,OM=CD
(i)当0<k<1时,1-k2=2k
解得:k=-1-$\sqrt{2}$(舍去)或k=-1$+\sqrt{2}$
(ii)当k>1时,k2-1=2k,
解得:k=1-$\sqrt{2}$(舍去)或k=1+$\sqrt{2}$.
综上所述:k=-1+$\sqrt{2}$或k=1+$\sqrt{2}$.

点评 本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求函数的解析式,矩形的性质、三角形的面积公式,依据点E的纵坐标为正数列出关于k的不等式是解答(2)①的关键,依据OM=CD列出关于k的方程是解答(2)②的关键.

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