如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线PA是一次函数y=x+m(m>0)的图象,直线PB是一次函数y=-3x+n(n>m)的图象,点P是两直线的交点,点A、B、C、Q分别是两条直线与坐标轴的交点.
(1)用m、n分别表示点A、B、P的坐标及∠PAB的度数;
(2)若四边形PQOB的面积是4,且CQ:AO=2:1,试求点P的坐标,并求出直线PA与PB的函数表达式;
(3)在(2)的条件下,是否存在一点D,使以A、B、P、D为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
(1)A(-m,0),B(,0).P(
,
),∠PAB=45°
(2)PA的函数表达式为y=x+2,PB的函数表达式为y=-3x+6.
(3)存在.D1(5,3)、D2(−3,3)、D3(−1,-3).
题目分析:(1)在直线y=x+m中,令y=0,得x=-m.
∴点A(-m,0).
在直线y=-3x+n中,令y=0,得x=
∴点B(,0).
由,得
,
∴点P(,
)
在直线y=x+m中,令x=0,得y=m,
∴|-m|=|m|,即有AO=QO.
又∠AOQ=90°,
∴△AOQ是等腰直角三角形,
∴∠PAB=45°.
(2)∵CQ:AO=2:1,
∴(n-m):m=2:1,
整理得n =3m,
∴=
而S四边形PQOB=S△PAB-S△AOQ=(
+m)·
-
m2=m2=4,
解得m=±2,
∵m>0,
∴m=2,
∴n="3m" =6,
∴P(1,3).
∴PA的函数表达式为y=x+2,
PB的函数表达式为y=-3x+6.
(3)存在.
过点P作直线PM平行于x轴,过点B作AP的平行线交PM于点D1,过点A作BP的平行线交PM于点D2,过点A、B分别作BP、AP的平行线交于点D3.
①∵PD1∥AB且BD1∥AP,
∴PABD1是平行四边形.此时PD1=AB,易得D1(5,3);
②∵PD2∥AB且AD2∥BP,
∴PBAD2是平行四边形.此时PD2=AB,易得D2(−3,3);
③∵BD3∥AP且AD3∥BP,此时BPAD3是平行四边形.
∵BD3∥AP且B(2,O),∴D3(−1,-3).