解:
(1)
∵一次函数$y=-x+4$的图象与反比例函数$y=\frac{k}{x}$的图象相交于点$A(-1,m),$
∴$m=1+4,$解得$m=5,$即$A(-1,5)。$
将$A(-1,5)$代入$y=\frac{k}{x},$得$k=-1×5=-5。$
(2) 设点$Q$的坐标为$(t,-t+4),$则$P(t,-\frac{5}{t})(t>0)。$
∴$PQ=\left|-\frac{5}{t} + t -4\right|。$
∵$S_{△ POQ}=\frac{1}{2}PQ· t=4,$
∴$PQ=\frac{8}{t},$即$\left|-\frac{5}{t} + t -4\right|=\frac{8}{t}。$
解得$t=2-\sqrt{17}$(不合题意,舍去)或$t=2+\sqrt{17}$或$t=3$或$t=1。$
经检验,$t=2+\sqrt{17}$或$t=3$或$t=1$均是原分式方程的解,且符合题意。
∴点$Q$的坐标为$(2+\sqrt{17},2-\sqrt{17})$或$(3,1)$或$(1,3)。$
解:
(1) 设反比例函数的解析式为$y=\frac{k_1}{x}(k_1≠0)。$
∵反比例函数的图象经过点$A(-3,1),$
∴$k_1=-3×1=-3,$
∴反比例函数的解析式为$y=-\frac{3}{x}。$
∵点$B(1,n)$在反比例函数$y=-\frac{3}{x}$的图象上,
∴$n=-3,$即$B(1,-3)。$
设一次函数的解析式为$y=k_2x+b(k_2≠0),$将$A(-3,1)$、$B(1,-3)$代入得:
$\begin{cases}-3k_2 + b = 1\\k_2 + b = -3\end{cases}$
解得$\begin{cases}k_2=-1\\b=-2\end{cases}$
∴一次函数的解析式为$y=-x-2。$
(2)
∵点$C$在反比例函数的图象上,点$D$在直线$AB$上,点$C$的横坐标为$a,$$CD⊥ x$轴,
∴$C(a,-\frac{3}{a}),$$D(a,-a-2)。$
∵$CD=\frac{7}{2},$
∴$(-a-2)-(-\frac{3}{a})=\frac{7}{2},$整理得$2a^2+11a-6=0。$
解得$a_1=-6,$$a_2=\frac{1}{2}。$
∵$a<-3,$
∴$a=-6。$
解:
(1) 设直线$AB$对应的函数解析式为$y=mx+b(m≠0)。$
∵点$A(1,0),$$B(0,2)$在直线$AB$上,
∴$\begin{cases}0=m+b\\2=b\end{cases}$
解得$\begin{cases}m=-2\\b=2\end{cases}$
∴直线$AB$对应的函数解析式为$y=-2x+2。$
过点$C$作$CD⊥ x$轴于点$D。$
∵线段$AB$绕点$A$按顺时针方向旋转$90°$得到线段$AC,$
∴易证$△ CAD≌△ ABO,$
∴$AD=BO=2,$$CD=AO=1,$
∴点$C$的坐标为$(3,1)。$
∵点$C$在反比例函数$y=\frac{k}{x}(k≠0)$第一象限的图象上,
∴$k=3×1=3,$
∴反比例函数的解析式为$y=\frac{3}{x}。$
(2) 由题意,设经过点$P$且与直线$AB$平行的直线对应的函数解析式为$y=-2x+h(h>0)。$
令$-2x+h=\frac{3}{x},$整理得$2x^2 -hx +3=0。$
当$\Delta=(-h)^2 -4×2×3=0,$即$h=2\sqrt{6}$($h=-2\sqrt{6}$不合题意,舍去)时,点$P$到直线$AB$的距离最短。
此时解得$x=\frac{h}{4}=\frac{\sqrt{6}}{2},$代入$y=\frac{3}{x}$得$y=\sqrt{6},$
∴点$P$的坐标为$(\frac{\sqrt{6}}{2},\sqrt{6})。$
【分析】 本题分为两小问,第(1)问需利用一次函数上点的坐标特征求出点A的坐标,再结合反比例函数中k=xy的性质计算k值;第(2)问设出Q点横坐标,根据PQ垂直x轴得到P点横坐标,结合反比例函数表示出P点纵坐标,利用三角形面积公式建立关于横坐标的方程,解方程后舍去不符合题意的解,得到Q点坐标。 【解析】 (1) 已知点A(-1,m)在一次函数$y=-x+4$的图象上,将$x=-1$代入一次函数解析式得: $m = -(-1) + 4 = 5$,因此A点坐标为$(-1,5)$。 又因为点A在反比例函数$y=\dfrac{k}{x}$的图象上,根据反比例函数性质,$k = x·y = (-1)×5 = -5$。 (2) 设点Q的坐标为$(t, -t+4)$,由于PQ垂直于x轴,因此点P的横坐标也为$t$。 因为点P在反比例函数$y=\dfrac{-5}{x}$的图象上,所以P点坐标为$(t, -\dfrac{5}{t})$。 因为P位于第四象限,故$t>0$,PQ的长度为两点纵坐标差的绝对值:$PQ = \left|(-t+4) - (-\dfrac{5}{t})\right| = \left| -t + 4 + \dfrac{5}{t} \right|$。 已知$△ POQ$的面积为4,根据三角形面积公式(底为$t$,高为$PQ$): $S_{△ POQ} = \dfrac{1}{2}×t×PQ = 4$,代入$PQ$的表达式得: $\dfrac{1}{2}×t×\left| -t + 4 + \dfrac{5}{t} \right| = 4$,化简得: $\left| -t^2 + 4t + 5 \right| = 8$。 分两种情况解方程: ① 当$-t^2 + 4t +5 =8$时,整理得$t^2 -4t +3=0$,解得$t=1$或$t=3$,均符合$t>0$的条件; ② 当$-t^2 +4t +5=-8$时,整理得$t^2 -4t -13=0$,解得$t=2±\sqrt{17}$,舍去负解$t=2-\sqrt{17}$,得$t=2+\sqrt{17}$,符合条件。 将$t$的值代入Q点坐标$(t, -t+4)$: 当$t=1$时,$Q(1,3)$;当$t=3$时,$Q(3,1)$;当$t=2+\sqrt{17}$时,$Q(2+\sqrt{17}, 2-\sqrt{17})$。 【答案】 (1) $k=-5$;(2) 点Q的坐标为$(1,3)$、$(3,1)$或$(2+\sqrt{17},2-\sqrt{17})$ 【知识点】 反比例函数、一次函数、三角形面积计算 【点评】 本题综合考查一次函数与反比例函数的交点问题,需结合函数点的坐标特征、三角形面积公式建立方程,解方程时要根据题意舍去不符合的解,考查数形结合与运算能力。 【难度系数】 0.4
【分析】 本题分为两小问,第(1)问利用待定系数法,先通过反比例函数过点A求出反比例函数解析式,再代入点B的坐标得到B点,最后将A、B代入一次函数解析式求解;第(2)问根据函数图像上点的坐标特征写出C、D的坐标,结合CD的长度列方程,再根据a的取值范围筛选出符合条件的解。 【解析】 (1) 设反比例函数的解析式为$ y=\dfrac{k_1}{x}(k_1≠0) $, 因为反比例函数图象过点$ A(-3,1) $,代入得$1=\dfrac{k_1}{-3}$,解得$k_1=-3$, 故反比例函数解析式为$ y=-\dfrac{3}{x} $。 因为点$ B(1,n) $在反比例函数图象上,代入得$n=-\dfrac{3}{1}=-3$,即$B(1,-3)$。 设一次函数解析式为$ y=k_2x+b(k_2≠0) $,将$A(-3,1)$、$B(1,-3)$代入得: $\begin{cases}-3k_2 + b =1 \\k_2 + b = -3\end{cases}$, 两式相减得$4k_2=-4$,解得$k_2=-1$,代入$k_2 + b=-3$得$b=-2$, 故一次函数解析式为$ y=-x-2 $。 (2) 因为点$ C $在反比例函数图象上,横坐标为$a(a<-3)$,所以$ C(a, -\dfrac{3}{a}) $; 又$CD⊥x$轴,点$D$在直线$AB$上,横坐标为$a$,故$D(a, -a-2)$。 由$CD=\dfrac{7}{2}$,得$(-a-2)-(-\dfrac{3}{a})=\dfrac{7}{2}$,整理得$2a^2+11a-6=0$, 解得$a_1=\dfrac{1}{2}$,$a_2=-6$。 因为$a<-3$,舍去$\dfrac{1}{2}$,故$a=-6$。 【答案】 (1) 反比例函数解析式为$ y=-\dfrac{3}{x} $,一次函数解析式为$ y=-x-2 $;(2) $ a=-6 $ 【知识点】 反比例函数解析式、一次函数解析式、函数图像上点的坐标特征 【点评】 本题是一次函数与反比例函数的综合题,核心考查待定系数法求函数解析式,以及利用点的坐标关系解决线段长度问题,需注意自变量的取值范围避免错解。 【难度系数】 0.5
【分析】 首先处理第(1)问:求直线AB的解析式用待定系数法,代入A、B两点坐标即可;线段AB绕A顺时针转90°得AC,利用旋转性质证△CAD≌△ABO,求出C点坐标,再代入反比例函数求k。第(2)问:点P到直线AB距离最短时,过P且平行AB的直线与反比例函数相切,联立方程用判别式为0求参数,进而得P点坐标。 【解析】 (1) 设直线AB的解析式为$y=mx+b(m≠0)$, 将$A(1,0)$、$B(0,2)$代入得:$\begin{cases}0=m+b \\ 2=b\end{cases}$,解得$\begin{cases}m=-2 \\ b=2\end{cases}$, 故直线AB的解析式为$y=-2x+2$。 过C作$CD⊥x$轴于D,由旋转性质知$AC=AB$,$∠ CAD=∠ ABO$,$∠ ADC=∠ AOB=90°$,故$△ CAD≌△ ABO(AAS)$, 得$AD=BO=2$,$CD=AO=1$,因A(1,0),则D(3,0),C(3,1)。 将C(3,1)代入$y=\frac{k}{x}$,得$k=3×1=3$,故反比例函数解析式为$y=\frac{3}{x}$。 (2) 设过P且平行AB的直线为$y=-2x+h(h>0)$,当该直线与$y=\frac{3}{x}$相切时,P到AB距离最短,联立得: $-2x+h=\frac{3}{x}$,整理为$2x^2 -hx +3=0$, 相切时判别式$\Delta=h^2 - 4×2×3=0$,解得$h=2\sqrt{6}(h>0)$, 代入方程得$2x^2 -2\sqrt{6}x +3=0$,解得$x=\frac{\sqrt{6}}{2}$,则$y=\sqrt{6}$,故P点坐标为$(\frac{\sqrt{6}}{2},\sqrt{6})$。 【答案】 (1) 直线AB的解析式为$y=-2x+2$,反比例函数的解析式为$y=\frac{3}{x}$; (2) 点P的坐标为$(\frac{\sqrt{6}}{2},\sqrt{6})$。 【知识点】 一次函数解析式、反比例函数解析式、旋转性质 【点评】 本题综合考查待定系数法、旋转全等、反比例函数与直线相切的性质,需掌握点到直线最短距离的转化方法,是一道综合性中档题。 【难度系数】 0.5
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