15. 如图,在平面直角坐标系中,函数 $y=\frac{6}{x}(x > 0)$ 的图象经过 $A(x_{1},y_{1})$,$B(x_{2},y_{2})$ 两点.若$△ ABO$ 的面积为$\frac{9}{2}$,则$\frac{x_{1}}{x_{2}}+\frac{y_{1}}{y_{2}}$的值为.

答案
$\frac{5}{2}$
解析
∵点$A(x_1,y_1)$、$B(x_2,y_2)$在$y = \frac{6}{x}(x > 0)$上,
∴$x_1 y_1 = 6$,$x_2 y_2 = 6$。
$△ABO$的面积为$\frac{9}{2}$,由坐标面积公式得:
$\frac{1}{2}|x_1 y_2 - x_2 y_1| = \frac{9}{2}$,即$|x_1 y_2 - x_2 y_1| = 9$。
∵$x > 0$,不妨设$x_2 > x_1$,则$x_2 y_1 - x_1 y_2 = 9$。
将$y_1 = \frac{6}{x_1}$,$y_2 = \frac{6}{x_2}$代入上式:
$x_2 · \frac{6}{x_1} - x_1 · \frac{6}{x_2} = 9$,化简得$6(\frac{x_2}{x_1} - \frac{x_1}{x_2}) = 9$,即$2(\frac{x_2}{x_1} - \frac{x_1}{x_2}) = 3$。
设$k = \frac{x_1}{x_2}$,则$\frac{x_2}{x_1} = \frac{1}{k}$,代入得$2(\frac{1}{k} - k) = 3$,整理得$2k^2 + 3k - 2 = 0$。
两边同除以$k$:$2k + 3 - \frac{2}{k} = 0$,即$k - \frac{1}{k} = -\frac{3}{2}$。
$(k + \frac{1}{k})^2 = (k - \frac{1}{k})^2 + 4 = (-\frac{3}{2})^2 + 4 = \frac{25}{4}$,
∵$k > 0$,∴$k + \frac{1}{k} = \frac{5}{2}$。
即$\frac{x_1}{x_2} + \frac{y_1}{y_2} = \frac{5}{2}$。
16. 如图,四边形 $ABCD$ 是边长为 2 的正方形,$E$ 是平面内一点,$AE = AB$,将 $EB$ 绕点 $E$ 顺时针旋转 $90^{\circ}$得到线段 $EF$,连接 $AF$.图中始终与$∠ AEF$ 相等的角是;当 $AF$ 的长最小时,$\tan∠ CDE$ 的值为.

答案
∠ADB;√2 - 1
解析
1. 求始终与∠AEF相等的角:
四边形ABCD为正方形,AE=AB=AD=2,E在以A为圆心、2为半径的圆上。将EB绕E顺时针旋转90°得EF,故EB=EF,∠BEF=90°。通过坐标法及向量计算,结合旋转性质和圆的性质,可证得∠AEF始终等于∠ADB(正方形对角线与边的夹角,为45°)。
2. 当AF长最小时,求tan∠CDE:
设E坐标为(2cosα, 2sinα),通过旋转得到F坐标(2(cosα-sinα), 2(sinα+cosα-1))。AF长度平方为12 - 8(sinα+cosα),当sinα+cosα最大(√2)时,AF最小,此时α=45°,E(√2, √2)。
D(0,2),E(√2, √2),向量DE=(√2, √2-2),DC=(2,0)。tan∠CDE=|(√2-2)/√2|=√2-1。
四边形ABCD为正方形,AE=AB=AD=2,E在以A为圆心、2为半径的圆上。将EB绕E顺时针旋转90°得EF,故EB=EF,∠BEF=90°。通过坐标法及向量计算,结合旋转性质和圆的性质,可证得∠AEF始终等于∠ADB(正方形对角线与边的夹角,为45°)。
2. 当AF长最小时,求tan∠CDE:
设E坐标为(2cosα, 2sinα),通过旋转得到F坐标(2(cosα-sinα), 2(sinα+cosα-1))。AF长度平方为12 - 8(sinα+cosα),当sinα+cosα最大(√2)时,AF最小,此时α=45°,E(√2, √2)。
D(0,2),E(√2, √2),向量DE=(√2, √2-2),DC=(2,0)。tan∠CDE=|(√2-2)/√2|=√2-1。
三、解答题(本大题共 9 小题,共 98 分)
17. (本小题满分 10 分)
(1)计算:$(m + 3)(m - 3)+m(1 - m)$;
(2)解方程:$\frac{x}{x - 1}=\frac{3}{2x - 2}-2$.
17. (本小题满分 10 分)
(1)计算:$(m + 3)(m - 3)+m(1 - m)$;
(2)解方程:$\frac{x}{x - 1}=\frac{3}{2x - 2}-2$.
答案
(1)
$(m + 3)(m - 3) + m(1 - m)$
$= m^2 - 3m + 3m - 9 + m - m^2$
$= m - 9$
(2)
首先将方程两边同时乘以最简公分母$2(x - 1)$:
$\frac{x}{x - 1} × 2(x - 1) = \frac{3}{2x - 2} × 2(x - 1) - 2 × 2(x - 1)$,
化简得:
$2x = 3 - 4(x - 1)$,
去括号得:
$2x = 3 - 4x + 4$,
移项并合并同类项:
$6x = 7$,
解得:
$x = \frac{7}{6}$,
检验:当$x = \frac{7}{6}$时,$2(x - 1) ≠ 0$,
所以$x = \frac{7}{6}$是原方程的解。
$(m + 3)(m - 3) + m(1 - m)$
$= m^2 - 3m + 3m - 9 + m - m^2$
$= m - 9$
(2)
首先将方程两边同时乘以最简公分母$2(x - 1)$:
$\frac{x}{x - 1} × 2(x - 1) = \frac{3}{2x - 2} × 2(x - 1) - 2 × 2(x - 1)$,
化简得:
$2x = 3 - 4(x - 1)$,
去括号得:
$2x = 3 - 4x + 4$,
移项并合并同类项:
$6x = 7$,
解得:
$x = \frac{7}{6}$,
检验:当$x = \frac{7}{6}$时,$2(x - 1) ≠ 0$,
所以$x = \frac{7}{6}$是原方程的解。
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