已知:如图,一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别交于点A(3,0),B(O,).以线段AB为一边作等边△ABC,且点C在反比例函数y=的图象上.
(1)求一次函数的关系式;
(2)求m的值;
(3)O是原点,在线段OB的垂直平分线上是否存在一点P,使得△ABP的面积等于m?若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别交于点A(3,0),B(O,),
∴,
解得:,
故此一次函数的关系式为:y=-x+;
(2)以AB为一边可以作两个等边△ABC,则顶点C有两个,分别为C1、C2,
设在第一象限的点C1(p,q),过C1作C1⊥AB于E,
∵A(3,0),B(O,),
∴OB=,AB==2,
∵△ABC1是等边三角形,
∴AC1=2,AE=,
∴AB=AC1,AE=OB,
∵在Rt△AOB和Rt△C1EA中,
,
∴Rt△AOB≌Rt△C1EA(HL),
∴∠BAO=∠AC1E=30°,
∴∠C1AO=90°,
∴C1A⊥x轴,
∴p=3,
过C1作C1F⊥y轴于F,
则四边形OAC1F是矩形,
∴OF=AC1=2,
∴q=2,
∴C1(3,2);
∵C1点在y=的图象上,
∴m=6;
又∵OB=,∠OBA=60°,
∴C2(0,-),且C2点不可能在双曲线y=的图象上,
∴m值只有一个,即m=6;
(3)存在.
理由:∵P在OB的垂直平分线上,
∴P在第一象限或第二象限,
∴P点有两个,分别为P1,P2,
设在第一象限的点P1(a1,),
根据题意,△ABP1的面积为:m=3,
∵S△ABC=AB?CE=×2×3=3,
∴S△ABC=S△ABP1,
设△ABP1中AB边上的高h,
由三角形的面积公式,当S△ABC=S△ABP1时,
则h=C1E,
∴C1P1∥AB,
设经过C1P1的直线的表达式为y1=k1x+b1,
则k1=k=-,
∵C1(3,2),代入y1=k1x+b1得:2=×3+b1,
解得:b1=3,
∴经过C1P1的直线的表达式为y1=x+3,
点?P1(a1,)在直线上C1P1上,
把点P1(a1,)的坐标代入y1=x+3,
∴=×a1+3,
∴a1=;
同理,设在第二象限的点P2(a2,),
设经过C2P2的直线的表达式为y2=k2x+b2,
∵点C2(0,-)在直线y2=k2x+b2上,
∴,b2=-,
∴y2=x-,
∵P2(a2,)在直线y2=x-上,
∴a2=-,
∴P2(-,);
∴符合要求的P点有两个,分别为P1(,),P2(-,).
解析分析:(1)由一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别交于点A(3,0),B(O,),利用待定系数法即可求得此一次函数的关系式;
(2)由以AB为一边可以作两个等边△ABC,则顶点C有两个,分别为C1、C2,可设在第一象限的点C1(p,q),过C1作C1⊥AB于E,易证得C1A⊥x轴,则可求得C1的坐标;由∠ABO=60°,OB=AB,易得C2(0,-)也可使得△ABC是等边三角形,继而可求得m的值;
(3)由△ABP的面积等于m,易得S△ABC=S△ABP;即可证得CP∥AB,即可求得直线CP的解析式,继而可求得P点的坐标.
点评:此题考查了待定系数法求函数的解析式、等边三角形的性质以及三角形面积问题.此题综合性强,难度较大,注意掌握方程思想、分类讨论思想与数形结合思想的应用.