问题补充:
如图①,在平面直角坐标系中,点P(0,m2)(m>0)在y轴正半轴上,过点P作平行于x轴的直线,分别交抛物线C1:y=x2于点A、B,交抛物线C2:y=x2于点C、D.原点O关于直线AB的对称点为点Q,分别连接OA,OB,QC和QD.
【猜想与证明】
填表:
m123??? ??
????? 由上表猜想:对任意m(m>0)均有=______.请证明你的猜想.
【探究与应用】
(1)利用上面的结论,可得△AOB与△CQD面积比为______;
(2)当△AOB和△CQD中有一个是等腰直角三角形时,求△CQD与△AOB面积之差;
【联想与拓展】
如图②过点A作y轴的平行线交抛物线C2于点E,过点D作y轴的平行线交抛物线C1于点F.在y轴上任取一点M,连接MA、ME、MD和MF,则△MAE与△MDF面积的比值为______.
答案:
解:猜想与证明:
当m=1时,1=x2,1=x2,
∴x=±2,x=±3,
∴AB=4,CD=6,
∴;
当m=2时,4=x2,4=x2,
∴x=±4,x=±6,
∴AB=8,CD=12,
∴;
当m=3时,9=x2,9=x2,
∴x=±6,x=±9,
∴AB=12,CD=18,
∴;
∴填表为
m123??? ??
对任意m(m>0)均有=.
理由:将y=m2(m>0)代入y=x2,得x=±2m,
∴A(-2m,m2),B(2m,m2),
∴AB=4m.
将y=m2(m>0)代入y=x2,得x=±3m,
∴C(-3m,m2),D(3m,m2),
∴CD=6m.
∴,
∴对任意m(m>0)均有=;
探究与运用:
(1)∵O、Q关于直线CD对称,
∴PQ=OP.
∵CD∥x轴,
∴∠DPQ=∠DPO=90°.
∴△AOB与△CQD的高相等.
∵=,
∴AB=CD.
∵S△AOB=AB?PO,S△CQD=CD?PQ,
∴=,
(2)当△AOB为等腰直角三角形时,如图3,
∴PO=PB=m2,AB=2OP
∴m2=m4,
∴4m2=m4,
∴m1=0,m2=-2,m3=2.
∵m>0,
∴m=2,
∴OP=4,AB=8,
∴PD=6,CD=12.
∴S△AOB==16
∴S△CQD==24,
∴S△CQD-S△AOB=24-16=8.
当△CQD是等腰直角三角形时,如图4,
∴PQ=PO=PD=m2,CD=2QP
∴m2=m4,
∴9m2=m4,
∴m1=0,m2=-3,m3=3.
∵m>0,
∴m=3,
∴OP=6,AB=12,
∴PQ=9,CD=18.
∴S△AOB==54
∴S△CQD==81,
∴S△CQD-S△AOB=81-54=27;
联想与拓展
由猜想与证明可以得知A(-2m,m2),D(3m,m2),
∵AE∥y轴,DF∥y轴,
∴E点的横坐标为-2m,F点的横坐标为3m,
∴y=(-2m)2,y=(3m)2,
∴y=m2,y=m2,
∴E(-2m,m2),F(3m,m2),
∴AE=m2-m2=m2,DF=m2-m2=m2.
S△AEM=×m2?2m=m3,
S△DFM=m2?3m=m3.
∴=.
故
如图① 在平面直角坐标系中 点P(0 m2)(m>0)在y轴正半轴上 过点P作平行于x轴的直线 分别交抛物线C1:y=x2于点A B 交抛物线C2:y=x2于点C D