9.如图1,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(0,1),取一点B(b,0),连接AB,做线段AB的垂直平分线l1,过点B作x轴的垂线l2,记l1,l2的交点为P.(1)当b=3时,在图1中补全图

2024-10-24 04:47:48
9.如图1,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(0,1),取一点B(b,0),连接AB,做线段AB的垂直平分线l1,过点B作x轴的垂线l2,记l1,l2的交点为P.
(1)当b=3时,在图1中补全图形(尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)小慧多次取不同数值b,得出相应的点P,并把这些点用平滑的曲线连接起来发现:这些点P竟然在一条曲线L上!
①设点P的坐标为(x,y),试求y与x之间的关系式,并指出曲线L是哪种曲线;
②设点P到x轴,y轴的距离分别是d1,d2,求d1+d2的范围,当d1+d2=8时,求点P的坐标;
③将曲线L在直线y=2下方的部分沿直线y=2向上翻折,得到一条“W”形状的新曲线,若直线y=kx+3与这条“W”形状的新曲线有4个交点,直接写出k的取值范围.
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分析 (1)利用尺规作出线段AB的垂直平分线,过点B作出x轴的垂线即可.(2)①分x>O或x<0两种情形利用勾股定理求出x与y的关系即可解决问题.②由题意得d1+d2=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$+|x|,列出方程即可解决问题.③求出直线y=2与抛物线y=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$的两个交点为(-$\sqrt{3}$,2)和($\sqrt{3}$,2),利用这两个特殊点,求出k的值即可解决问题.

解答 解;(1)线段AB的垂直平分线l1,过点B作x轴的垂线l2,直线l1与l2的交点为P,如图所示,(2)①当x>0时,如图2中,连接AP,作PE⊥y轴于E,∵l1垂直平分AB,∴PA=PB=y,在RT△APE中,∵EP=BO=x,AE=OE-OA=y-1,PA=y,∴y2=x2+(y-1)2,∴y=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$,当x<0时,点P(x,y)同样满足y=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$,∴曲线l就是二次函数y=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$即曲线l是抛物线.②∵d1=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$,d2=|x|,∴d1+d2=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$+|x|,当x=0时,d1+d2有最小值$\frac{1}{2}$,∴d1+d2≥$\frac{1}{2}$,∵d1+d2=8,则$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$+|x|=8,当x≥0时,原方程化为$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$+x-8=0,解得x=3或(-5舍弃),当x<0时,原方程化为$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$-x-8=0,解得x=-3或(5舍弃),∵x=±3时,y=5,∴点P坐标(3,5)或(-3,5).③如图3中,把y=2代入y=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$,解得x=$±\sqrt{3}$,∴直线y=2与抛物线y=$\frac{1}{2}$x2+$\frac{1}{2}$的两个交点为(-$\sqrt{3}$,2)和($\sqrt{3}$,2).当直线y=kx+3经过点(-$\sqrt{3}$,2)时,2=-$\sqrt{3}$k+3∴k=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,当直线y=kx+3经过点($\sqrt{3}$,2)时,2=$\sqrt{3}$k+3,∴k=-$\frac{\sqrt{3}}{3}$,∴直线y=kx+3与这条“W”形状的曲线有四个交点时,k的取值范围是:-$\frac{\sqrt{3}}{3}$<k<$\frac{\sqrt{3}}{3}$.

点评 本题考查二次函数综合题、垂直平分线的性质、勾股定理等知识,解题的关键是正确画出图形,利用勾股定理构建方程,学会转化的思想,最后一个问题的关键是取特殊点解决问题,属于中考压轴题.

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