(2014·乐山)如图,点P(-1,1)在双曲线上,过点P的直线l
1与坐标轴分别交于A、B两点,且tan∠BAO=1.点M是该双曲线在第四象限上的一点,过点M的直线l
2与双曲线只有一个公共点,并与坐标轴分别交于点C、点D.则四边形ABCD的面积最小值为( )
分析:设直线l
1的解析式为y=mx+n,根据P(-1,1)在直线l
1上以及tan∠BAO=1求得A、B点坐标;设反比例函数为y=
,结合P(-1,1)在反比例函数图象上求得解析式为y=-
,设M点横坐标为a,进而可得M点坐标(a,-
);再设直线l
2的解析式为y=bx+c,根据条件“过点M的直线l
2与双曲线只有一个公共点”,将M点坐标代入直线l
2的解析式,求得用a表示的C、D两点坐标.由A、B、C、D四点坐标,可得AC、BD的长,因为AC⊥BD,有S
四边形ABCD=
AC·BD,据此得到一个关于a的式子,通过化简、配方即可求得S
四边形ABCD的最小值.
解答:解:设反比例函数的解析式为y=
,
∵点P(-1,1)在反比例函数y=
的图象上,
∴k=xy=-1.
∴反比例函数的解析式为y=-
.
设直线l
1的解析式为y=mx+n,
当x=0时,y=n,则点B的坐标为(0,n),OB=n.
当y=0时,x=-
,则点A的坐标为(-
,0),OA=
.
∵tan∠BAO=1,∠AOB=90°,
∴OB=OA.
∴n=
∴m=1.
∵点P(-1,1)在一次函数y=mx+n的图象上,
∴-m+n=1.
∴n=2.
∴点A的坐标为(-2,0),点B的坐标为(0,2).
∵点M在第四象限,且在反比例函数y=-
的图象上,
∴可设点M的坐标为(a,-
),其中a>0.
设直线l
2的解析式为y=bx+c,
则ab+c=-
.
∴c=-
-ab.
∴y=bx-
-ab.
∵直线y=bx-
-ab与双曲线y=-
只有一个交点,
∴方程bx-
-ab=-
即bx
2-(
+ab)x+1=0有两个相等的实根.
∴[-(
+ab)]
2-4b=(
+ab)
2-4b=(
-ab)
2=0.
∴
=ab.
∴b=
,c=-
.
∴直线l
2的解析式为y=
x-
.
∴当x=0时,y=-
,则点D的坐标为(0,-
);
当y=0时,x=2a,则点C的坐标为(2a,0).
∴AC=2a-(-2)=2a+2,BD=2-(-
)=2+
.
∵AC⊥BD,
∴S
四边形ABCD=
AC·BD
=
(2a+2)(2+
)
=4+2(a+
)
=4+2[(
-
)
2+2]
=8+2(
-
)
2.
∵2(
-
)
2≥0,
∴S
四边形ABCD≥8.
∴当且仅当
-
=0即a=1时,S
四边形ABCD取到最小值8.
故选:B.
点评:本题考查了用待定系数法求反比例函数及一次函数的解析式、根的判别式、双曲线与直线的交点等知识,考查了用配方法求代数式的最值,突出了对能力的考查,是一道好题.
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