Question

閱讀理解：
對(duì)于任意正實(shí)數(shù)a，b，∵(

a

-

b

)2≥0，∴a-2

ab

+b≥0，∴a+b≥2

ab

，只有當(dāng)a=b時(shí)，等號(hào)成立．若ab為定值P，則a+b≥2

P

，只有當(dāng)a=b時(shí)，a+b有最小值2

P

．
（1）如圖1，AB為半圓O的直徑，C為半圓上的任意一點(diǎn)，（與點(diǎn)A、B不重合）過點(diǎn)C作CD⊥AB，垂足為D，AD=a，DB=b．根據(jù)圖象驗(yàn)證，a+b≥2

ab

，并指出等號(hào)成立時(shí)的條件．

（2）根據(jù)上述內(nèi)容，回答下列問題
①若m＞0，只有當(dāng)m=

1

時(shí)，m+

1

m

有最小值為

2

．
②如圖2所示：A（-3，0），B（0，-4），P為雙曲線y=

12

x

(x＞0)上任意一點(diǎn)，過點(diǎn)P作PC⊥x軸于點(diǎn)C，PD⊥y軸于點(diǎn)D，求四邊形ABCD面積的最小值，并說(shuō)明此時(shí)ABCD的形狀．

Answer 1

分析：（1）先證明△ACD∽△CBD可得CD與

ab

之間的關(guān)系，根據(jù)半徑與a，b之間的等量關(guān)系，以及半徑大于CD可得相關(guān)結(jié)論．
（2）①根據(jù)材料信息，可直接得出m的值，及m+

1

m

的最小值．
②設(shè)出的點(diǎn)P的坐標(biāo)，根據(jù)對(duì)角線互相垂直的四邊形的面積的求法，表示出四邊形ABCD的面積，然后根據(jù)材料信息得出面積的最小值，也可判斷出此時(shí)四邊形ABCD的形狀．

解答：解：（1）AB是⊙O的直徑，
∴AC⊥BC，
又∵CD⊥AB，
∴∠CAD=90°-∠B=∠BCD，
∴Rt△CAD∽R(shí)t△BCD，
∴CD²=AD•DB=ab，
∴CD=

ab

，
若點(diǎn)D與O不重合，連OC，
在Rt△OCD中，OC＞CD，則

a+b

2

＞

ab

，
若點(diǎn)D與O重合時(shí)，OC=CD，則

a+b

2

=

ab

．
綜上所述

a+b

2

≥

ab

，即a+b≥2

ab

，且當(dāng)a=b時(shí)，等號(hào)成立．

（2）①由所給信息可得：m+

1

m

≥2

m× 1 m

=2，且當(dāng)m=

1

m

時(shí)，等號(hào)成立，
即可得若m＞0，只有當(dāng)m=1時(shí)，m+

1

m

有最小值為2．
②設(shè)P（x，

12

x

），則C（x，0），D（0，

12

x

），CA=x+3，DB=

12

x

+4，
則S_{四邊形ABCD}=

1

2

CA×DB=

1

2

（x+3）×（

12

x

+4），
化簡(jiǎn)得：S_{四邊形ABCD}=2（x+

9

x

+12），
∵x＞0，

9

x

＞0，
∴x+

9

x

≥2

x• 9 x

=6，
只有當(dāng)x=

9

x

即x=3時(shí)，等號(hào)成立．
則S≥2×6+12=24，
即當(dāng)x=3時(shí)，S_{四邊形ABCD}有最小值24，
此時(shí)，P（3，4），C（3，0），D（0，4），AB=BC=CD=DA=5，
故可得四邊形ABCD是菱形．

點(diǎn)評(píng)：此題屬于反比例函數(shù)綜合題，注意仔細(xì)閱讀材料，獲取解題需要的信息，另外要注意對(duì)角線互相垂直的四邊形的面積等于對(duì)角線乘積的一半，有一定難度．