(2011年江苏卷8)[WTBX]在平面直角坐标系xOy中,过坐标原点的一条直线与函数f (x)= 2x的图象交于P、Q两点,则线段PQ长的最小值是 . 解:[WTBX]P、Q两点关于原点O对称,不妨设P(m,n)为第一象限中的点,则
m>0,n>0,n=2m,所以|PQ|2=4|OP|2=4(m2+n2)=4(m2+4m2)≥16(当且仅当m2=4m2,即m=2时取等号)故线段PQ的长的最小值是4.
本题上述解法主要考查函数、基本不等式性质等基础知识,换一个思维视角,实际上函数y=
2x即xy=2是一条特殊的二次曲线---非标准式的双曲线,它的实轴所在直线方程为x-y=0过原点,所以本题中过原点直线PQ截双曲线两支最短长度为实轴长2a=4.
但很多学生对曲线y=kx (k>0)只是一知半解,所以笔者对它作了分析研究.以供读者参考.
一、非标准式双曲线y=
kx(k>0)由标准式双曲线
x2-y2=2k(k>0)逆时针旋转45°可得
证明:设M(x,y)是双曲线
x2-y2=2k(k>0)上的任一点,经逆时针旋转45°所得对应点
M′(x′,y′).
由题可得:
cos45° -sin45°
sin45° cos45°
x
y
=x′
y′
转化得
22
x-
22y=x′
22
x+
22y=y′
x=x′+y′
2
y=y′-x′
2
.
代入可得
(x′+y′2)2-
(y′-x′2)2=2k
化简即为x′y′=k,所以
M′(x′,y′)所在的曲线方程为
y′=kx′(k>0).
二、 非标准式双曲线
y=kx(k>0)一些常用的的几何性质:(1)对称中心
O(0,0),实轴所在直线方程x-y=0,虚轴所在直线方程x+y=0(2)实轴和虚轴长相等都为
22k,焦距2c=4k,离心率
e=2(3)顶点坐标分别为
(-k,-k),
(k,k)
焦点坐标
(2k
,2k)(-2k,-2k)(4)渐近线方程
x=0,y=0准线方程
x+y-2k
k=0,x+y+2k=0.
以上几何性质都可以用旋转对应方式证明出,在这就不作重复.
非标准式双曲线
y=kx(k<0)也有类似的性质,读者不妨自证.