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反比例函数-特殊结论:等腰三角形

九九数学 42

前言:

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如图,过点O的直线交双曲线y=(k>0)于A、B两点,P 为双曲线上任意一点(不与点A、B重合),PA交x轴于点C,PB交x轴于点D.设点A坐标为(m,n),则根据对称性可得点B坐标为(-m,-n).设点P坐标为(a,b),则点C坐标为(a+m,0)、点D坐标为(a-m,0).作PM⊥x轴于点M,则M点坐标为(a,0),∴CM=a+m-a=m,MD=a-(a-m)=m,∴CM=DM,则PM所在的直线是线段CD的垂直平分线,∴PC=PD.

如图,过点O的直线交双曲线y=(k>0)于A、B两点,P 为双曲线上任意一点(不与点A、B重合),PA交y轴于点E,PB交y轴于点F.设点A坐标为(m,n),则点B坐标为(-m,-n).设点P坐标为(a,b),则点E坐标为(0,b+n)、点F坐标为(0,b-n).作PM⊥y轴于点M,则M点坐标为(0,b),∴EM=b-(b+n)=-n,FM=b-n-b=-n,∴EM=FM,∴PE=PF.

说明

(1) 过原点的直线分别交双曲线于点A、B,P为双曲线上任意一点(不与点A、B重合),PA分别交x轴、y轴于点C、E,PB分别交x轴、y轴于点D、F,则PC=PD,PE=PF.

(2) 解决上述结论的基本方法:求出直线PA、PB的函数表达式,再求出直线分别与x轴、y轴的交点,从而解决问题.

(3) 其它结论:

①CD=|2m|,EF=|2n|;

②k==-

k===

k+k=0.

例 (2015常州·改)如图,反比例函数y=的图像与一次函数y=x的图像交于点A、B,点B的横坐标是4.点P是第一象限内反比例函数图像上的动点,且在直线AB的上方.

(1) 若点P的坐标是(1,4),则k=_____,△PAB的面积=________;

(2) 设直线PA、PB与x轴分别交于点M、N,求证:△PMN是等腰三角形;

(3) 设点Q是反比例函数图像上位于P、B之间的动点(与点P、B不重合),连接AQ、BQ,比较∠PAQ与∠PBQ的大小,并说明理由.

解析

(1) 条件“P(1,4)”为误导条件,下两两小题都不可用.

由P(1,4)可得k=4.∵点B在一次函数y=x的图像上,且横坐标是4,∴点B的纵坐标是1,即B(4,1).∵点A、B关于点O成中心对称,∴点A坐标为(-4,-1).连接OP,则得到两个原点三角形:△POA、△POB.∴△PAB的面积=△POA的面积+△POB的面积= (4+1)(4-1)+ (4+1)(4-1)=15.

(2) 分别求出直线PA、PB的函数表达式(综合性较高的解答题,可以省略具体的计算过程),再分别求出它们与x轴的交点,则问题得解.

(3) 连接QA、QB分别交x轴于点E、F,则可得QE=QF,进一步可证∠PAQ=∠PBQ.

答案 

(1) 4,15.

(2) 由B(4,1)得k=4,设P点坐标为(a,),由点A(-4,-1)得直线PA的表达式为:y=x+,由点B(4,1)得直线PB的表达式为:y=-x+,∴设y=0可得点M坐标为(a-4,0),点N的坐为(a+4,0),作PC⊥x轴于C,则C点坐标为(a,0),CM=a-(a-4)=4,NC=(a+4)-a=a,∴CM=CN,∴PM=PN.

(3) 设Q(m,)(1<m<4),同(2)可求:QE=QF,

∴∠QEF=∠QFE.

∵∠PMN-∠PAQ=∠AEM=∠QEF,

∴∠PMN-∠QEF=∠PAQ.

∵∠PMN=∠PNM,∠PNM-∠QFE=∠FBN=∠PBQ,

∴∠PAQ=∠PBQ.

练习

1. 如图,过原点的直线交反比例函数y=的图像于点A(1,-3)、B,点P是第二象限内反比例函数图像上的动点,且在点B下方,PA交x轴于点C,PB交x轴于点D.求证:PC=PD.

2. 如图,过原点的直线交反比例函数y=的图像于点A(-2,-1)、B,点P、Q是第一象限内反比例函数图像上的动点,且P在点B上方、Q在点B下方,PA交y轴于点C,PB交y轴于点D,QA交y轴于点E,QB交y轴于点D.若∠CPD=100°,∠EQF=30°,则∠PBQ=______°.

1.

解析

分别求(或设)出点A、B、P坐标,再求出直线PA、PB的函数表达式(综合性较高的解答题,可以直接写),然后分别求出它们与x轴的交点,问题得解.

答案

由A(1,-3)得k=-3,设P点坐标为(a,-),得直线PA的表达式为:y=x-,∴点C坐标为(a+1,0).点B与点A关于原点对称,则点B坐标为(-1,3),直线PB的表达式为:y=-x+,点D的坐为(a-1,0),作PE⊥x轴于E,则E点坐标为(a,0),CE=a+1-a=1,ED=a-(a-1)=1,∴CE=DE,∴PC=PD.

2.

解析

(1) 对于填空题,可以直接使用例题前面的知识点,条件“(-2,-1)”可以不用.

(2) 由知识点确定:PC=PD,QE=QF.

∵∠CPD=100°,∠EQF=30°,

∴∠PCD=∠PDC=40°,

∠QEF=∠QFE=75°,

∴∠DBF=75°-40°=35°,

∴∠PBQ=180°-35°=145°.

答案 145

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