Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，正比例函數(shù)y=kx（k≠0）的圖象與反比例函數(shù)y=的圖象分別交于第一、三象限的點(diǎn)B、D，已知點(diǎn)A（-m，0）、C（m，0）．連接AB、BC、CD、DA．
（1）四邊形ABCD的形狀一定是______．
（2）若m=2且四邊形ABCD是矩形，求點(diǎn)B的坐標(biāo)．
（3）試探究：當(dāng)直線y=kx繞原點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)時(shí)，四邊形ABCD能不能是菱形？若能，請直接寫出A、B、C、D的坐標(biāo)；若不能，請說明理由．

Answer 1

解：（1）四邊形ABCD一定是平行四邊形，理由如下：
∵A（-m，0）、C（m，0），
∴OA=OC，
由對稱性可知OB=OD，
∴四邊形ABCD為平行四邊形；

（2）當(dāng)m=2時(shí)，點(diǎn)C的坐標(biāo)為（2，0），點(diǎn)A的坐標(biāo)為（-2，0），
若四邊形ABCD是矩形，則有OB=OC=2
設(shè)點(diǎn)B的坐標(biāo)為（x，y），得，
解得：，（負(fù)值舍去），
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為（1，）或（，1）；

（3）若四邊形ABCD是菱形，
∵OA=OC，OB=OD，
則 BD⊥AC，
又∵點(diǎn)A、點(diǎn)C在x軸上，
∴直線BD與y軸重合，這與“雙曲線不與坐標(biāo)軸相交”矛盾，
∴四邊形ABCD不可能是菱形．
故答案為：平行四邊形．
分析：（1）四邊形ABCD為平行四邊形，理由為：由A與C的坐標(biāo)得到OA與OC相等，又根據(jù)對稱的性質(zhì)得到OB與OD相等，然后根據(jù)對角線平分的四邊形為平行四邊形得證；
（2）把m=2代入即可確定出A與C的坐標(biāo)，又根據(jù)矩形的對角線互相平分且相等，得到OB與OC相等都等于2，設(shè)出點(diǎn)B的坐標(biāo)為（x，y），代入到反比例解析式中得到一個(gè)方程，根據(jù)勾股定理，由B的橫縱坐標(biāo)表示出OB的長，然后令其值為2列出另一個(gè)方程，兩方程聯(lián)立即可求出x與y的值，進(jìn)而得出點(diǎn)B的坐標(biāo)；
（3）利用反證法來證，先假設(shè)四邊形ABCD是菱形，根據(jù)菱形的對角線互相平分且互相垂直，得到OA=OC，OB=OD，且AC與BD垂直，又A與C在x軸上，故B與D在y軸上，與雙曲線不與坐標(biāo)軸相交矛盾，所以假設(shè)錯(cuò)誤，故四邊形ABCD不能為菱形．
點(diǎn)評：此題考查了平行四邊形、矩形的性質(zhì)，反證法以及一次函數(shù)與反比例函數(shù)的綜合．要求學(xué)生掌握平行四邊形及矩形的性質(zhì)，理解反證法的步驟，綜合運(yùn)用所學(xué)知識，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題及解決問題的能力．學(xué)生在作第二問，求B坐標(biāo)時(shí)注意B點(diǎn)在第一象限這個(gè)條件．其中反證法的步驟為：先假設(shè)命題的結(jié)論不成立，然后推導(dǎo)出與定義、公理、已證的定理或已知條件相矛盾的結(jié)果，從而證明命題的結(jié)論一定成立．