问题 填空题
在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx(k为常数)与抛物线y=
1
3
x2-2交于A,B两点,且A点在y轴左侧,P点的坐标为(0,-4),连接PA,PB.有以下说法:
①PO2=PA•PB;
②当k>0时,(PA+AO)(PB-BO)的值随k的增大而增大;
③当k=-
3
3
时,BP2=BO•BA;
④△PAB面积的最小值为4
6

其中正确的是______.(写出所有正确说法的序号)
答案

设A(m,km),B(n,kn),其中m<0,n>0.

联立y=

1
3
x2-2与y=kx得:
1
3
x2-2=kx,即x2-3kx-6=0,

∴m+n=3k,mn=-6.

设直线PA的解析式为y=ax+b,将P(0,-4),A(m,km)代入得:

b=-4
ma+b=km
,解得a=
km+4
m
,b=-4,

∴y=(

km+4
m
)x-4.

令y=0,得x=

4m
km+4

∴直线PA与x轴的交点坐标为(

4m
km+4
,0).

同理可得,直线PB的解析式为y=(

kn+4
n
)x-4,直线PB与x轴交点坐标为(
4n
kn+4
,0).

4m
km+4
+
4n
kn+4
=
8kmn+16(m+n)
(km+4)(kn+4)
=
8k×(-6)+16×3k
(km+4)(kn+4)
=0,

∴直线PA、PB与x轴的交点关于y轴对称,即直线PA、PB关于y轴对称.

(1)说法①错误.理由如下:

如答图1所示,∵PA、PB关于y轴对称,

∴点A关于y轴的对称点A′落在PB上.

连接OA′,则OA=OA′,∠POA=∠POA′.

假设结论:PO2=PA•PB成立,即PO2=PA′•PB,

PO
PA′
=
PB
PO

又∵∠BPO=∠BPO,

∴△POA′△PBO,

∴∠POA′=∠PBO,

∴∠AOP=∠PBO.

而∠AOP是△PBO的外角,

∴∠AOP>∠PBO,矛盾,

∴说法①错误.

(2)说法②错误.理由如下:

易知:

OB
OA
=-
n
m

∴OB=-

n
m
OA.

由对称可知,PO为△APB的角平分线,

PB
PA
=
OB
OA

∴PB=-

n
m
PA.

∴(PA+AO)(PB-BO)=(PA+AO)[-

n
m
PA-(-
n
m
OA)]=-
n
m
(PA+AO)(PA-OA)=-
n
m
(PA2-AO2).

如答图2所示,过点A作AD⊥y轴于点D,则OD=-km,PD=4+km.

∴PA2-AO2=(PD2+AD2)-(OD2+AD2)=PD2-OD2=(4+km)2-(-km)2=8km+16,

∵m+n=3k,∴k=

1
3
(m+n),

∴PA2-AO2=8•

1
3
(m+n)•m+16=
8
3
m2+
8
3
mn+16=
8
3
m2+
8
3
×(-6)+16=
8
3
m2

∴(PA+AO)(PB-BO)=-

n
m
(PA2-AO2)=-
n
m
8
3
m2=-
8
3
mn=-
8
3
×(-6)=16.

即:(PA+AO)(PB-BO)为定值,所以说法②错误.

(3)说法③正确.理由如下:

当k=-

3
3
时,联立方程组:
y=-
3
3
x
y=
1
3
x2-2
,得A(-2
3
,2),B(
3
,-1),

∴BP2=12,BO•BA=2×6=12,

∴BP2=BO•BA,故说法③正确.

(4)说法④正确.理由如下:

S△PAB=S△PAO+S△PBO=

1
2
OP•(-m)+
1
2
OP•n=
1
2
OP•(n-m)=2(n-m)=2
(m+n)2-4mn
=2
9k2+24

∴当k=0时,△PAB面积有最小值,最小值为2

24
=4
6

故说法④正确.

综上所述,正确的说法是:③④.

故答案为:③④.

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