2017年九下北京海淀区二模(倒一)图文解析
注:今天本该发面填选压轴(8),应朋友的要求,先发此题.
(北京海淀区二模)29.在平面直角坐标系xOy中,对于P,Q两点给出如下定义:若点P到两坐标轴的距离之和等于点Q到两坐标轴的距离之和,则称P,Q两点为同族点.下图中的P,Q两点即为同族点.
(1)已知点A的坐标为(-3,1),
①在点R(0,4),S(2,2),T(2,-3)中,为点A的同族点的是______________;
②若点B在x轴上,且A,B两点为同族点,则点B的坐标为 ____;
(2)直线l:y=x-3,与x轴交于点C,与y轴交于点D,
①M为线段CD上一点,若在直线x=n上存在点N,使得M,N两点为同族点,求n的取值范围;
②M为直线l上的一个动点,若以(m,0)为圆心,根号2为半径的圆上存在点N,使得M,N两点为同族点,直接写出m的取值范围.
图文解析
(1)根据定义,直接可以得到答案.这里不做分析,答案附后.
(2)分析如下:
①设M(t,t -3),其中0<t<3(因M点在线段CD上),则ME+MF=t+(3-t)=3. 再设N(n,y),若M,N两点为同族点,则有:
|n|+|y|=3,即|n|=3-|y|,由于|y|≥0,|n|≥0,所以0≤|n|≤3,因此-3≤n≤3.
②如下图示.首先证明:当点M在直线CD上时,ME+MF≥3.
当点M在线段CD上时,第①小题已证:ME+MF=3;
当点M在线段CD的延长线上时,t>3,ME+MF=t-3+t=2t-3>2×3-3;即ME+MF>3;
同理当点M在线段DC的延长线上时,t<0,ME+MF=3-t+(-t)=3-2t>3;即ME+MF>3.
综上所述,当点M在直线CD上时,ME+MF≥3.
作如上图所示的辅助线,则有NG=AH,而NA+NB=NA+NG+BG=NA+AH+|m|(因H(m,0)),当M,N两点为同族点时,NA+NB=NA+AG+|m|=ME+MF≥3.所以|m|≥3-(NA+AH).于是本题就转化为求NA+AH的取值.
下面我们讨论NA+AH的取值:设AN=x,AH=y.
取NH的中点Q,连接AQ,得到AQ=0.5NH=0.5×根号2.
一方面,可由勾股定理得:x^2+y^2=2,即(x+y)^2=2+2xy.
另一方面,由面积公式可得:△ANH的面积=0.5xy=0.5×NH×斜边上的高≤0.5×NH×AQ=0.5×根号2×2分之根号2=1(常见的等积法及利用“垂线段最短),即xy≤1.
所以(x+y)^2=2+2xy.≤2+2×1=4,从而得到x+y≤2,即NA+AH≤2.所以
|m|≥3-(NA+AH)≥1,即|m|≥1,
再结合数轴可得:m≥1或m≤-1.……得到本题的答案!
反思:本题在求NA+AH的取值时,充分利用”垂线段最短和等积法“,进行巧妙的转换。实际上也证明了,高中的一个很重要的不等式:x+y≥2×根号xy(其中x>0,y>0).当然若设∠NHA为α,则本题实际上也证明了:x+y=根号2×(sinα+cosα)≤2,即sinα+cosα≤根号2.
答案如下:(原答案,第2题的解法与本文略有不同)
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