如图1,抛物线 $y=ax^2+(a+3)x+3(a\ne0)$ 与 $x$ 轴交于点 $A(4,0)$,与 $y$ 轴交于点 $B$,在 $x$ 轴上有一动点 $E(m,0)(0<m<4)$,过点 $E$ 作 $x$ 轴的垂线交直线 $AB$ 于点 $N$,交抛物线于点 $P$,过点 $P$ 作 $PM\perp AB$ 于点 $M$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    函数与线段
  • 题型
    >
    几何部分
    >
    线段最值
    >
    “PA+k·PB”型的最值问题
  1. 设 $\triangle PMN$ 的周长为 $C_1$,$\triangle AEN$ 的周长为 $C_2$,若 $\dfrac{C_1}{C_2}=\dfrac 65$,求 $m$ 的値;
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      函数与线段
    答案
    $m$ 的値为 $2$
    解析
    把点 $A(4,0)$ 的坐标代入 $y=ax^2+(a+3)x+3$,
    得 $16a+4(a+3)+3=0$,解得 $a=-\dfrac34$.
    所以抛物线的函数表达式为 $y=-\dfrac 34x^2+\dfrac94x+3$.
    当 $x=0$ 时,$y=3$,所以点 $B$ 的坐标为 $(0,3)$,
    从而 $AB=\sqrt{OA^2+OB^2}=5$.
    根据题意,得 $OE=m$,$AE=4-m$,
    所以点 $P$ 的坐标为 $\left(m,-\dfrac 34m^2+\dfrac94m+3\right)$.
    所以 $PE=-\dfrac 34m^2+\dfrac 94m+3$
    因为 $\triangle AEN\backsim \triangle AOB$,
    所以 $\dfrac{AN}{AB}=\dfrac{NE}{BO}=\dfrac {AE}{AO}$,即 $\dfrac {AN}{5}=\dfrac{NE}{3}=\dfrac {4-m}{4}$.
    所以 $AN=\dfrac 54(4-m)$,$ NE=\dfrac 34(4-m)$.
    因为 $\triangle PMN\backsim \triangle AEN$,且 $\dfrac{C_1}{C_2} =\dfrac 65$,
    所以 $\dfrac {PN}{AN}=\dfrac 65$.
    所以 $PN=\dfrac 65 AN=\dfrac 65 \times\dfrac 54(4-m)=\dfrac 32(4-m)$.
    而 $PE=NE+PN$,
    所以 $\dfrac 34(4-m)+\dfrac 32(4-m)=\dfrac 94(4-m)$,
    解得 $m_1=2$,$m_2=4$(不合题意,舍去).
    所以此时 $m$ 的値为 $2$.
  2. 如图2,在第1问的条件下,将线段 $OE$ 绕点 $O$ 逆时针旋转得到 $OE'$,旋转角为 $\alpha (0^\circ< \alpha <90^\circ)$,连接 $E'A$、$E'B$,求 $E'A+\dfrac 23E'B$ 的最小值.
    标注
    • 题型
      >
      几何部分
      >
      线段最值
      >
      “PA+k·PB”型的最值问题
    答案
    $E'A+\dfrac 23E'B$ 的最小值为 $\dfrac 43\sqrt{10}$
    解析
    在第1问的条件下 $m=2$,所以点 $E(2,0)$,
    从而 $OE'=OE=2=\dfrac 23OB$.
    如图,在 $OB$ 上取点 $F$,使得 $OF=\dfrac 23OE'$,连接 $FE'$.易证 $\triangle E'OF\backsim \triangle BOE'$,
    所以 $E'F=\dfrac 23E'B$.
    连接 $AF$,从而 $E'A+\dfrac 23E'B=E'A+E'F\geqslant AF$.
    而 $AF=\sqrt{4^2+\left(\dfrac 43\right)^2}=\dfrac43\sqrt{10}$,
    所以 $E'A+\dfrac 23E'B$ 的最小值为 $\dfrac 43\sqrt{10}$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
0.121887s