试题

（2007·开封）已知：O是坐标原点，P（m，n）（m＞0）是函数y=

k

x

（k＞0）上的点，过点P作直线PA⊥OP于P，直线PA与x轴的正半轴交于点A（a，0）（a＞m）．设△OPA的面积为s，且s=1+

n4

4

．
（1）当n=1时，求点A的坐标；
（2）若OP=AP，求k的值；
（3）设n是小于20的整数，且k≠

n4

2

，求OP²的最小值．

解：过点P作PQ⊥x轴于Q，则PQ=n，OQ=m，
（1）当n=1时，s=

5

4

，（1分）
∴a=

2s

n

=

5

2

．（3分）

（2）解法一：∵OP=AP，PA⊥OP，
∴△OPA是等腰直角三角形．（4分）
∴m=n=

a

2

．（5分）
∴1+

n4

4

=

1

2

·an．
即n⁴-4n²+4=0，（6分）
∴k²-4k+4=0，
∴k=2．（7分）
解法二：∵OP=AP，PA⊥OP，
∴△OPA是等腰直角三角形．（4分）
∴m=n．（5分）
设△OPQ的面积为s₁
则：s₁=

s

2

∴

1

2

·mn=

1

2

（1+

n4

4

），
即：n⁴-4n²+4=0，（6分）
∴k²-4k+4=0，
∴k=2．（7分）

（3）解法一：∵PA⊥OP，PQ⊥OA，
∴△OPQ∽△OAP．
设：△OPQ的面积为s₁，则

s1

s

=

PO2

AO2

（8分）
即：

1 2 k

1+ n4 4

=

n2+ k2 n2

4(1+ n4 4 )2 n2

化简得：
2n⁴+2k²-kn⁴-4k=0（9分）
（k-2）（2k-n⁴）=0，
∴k=2或k=

n4

2

（舍去），（10分）
∴当n是小于20的整数时，k=2．
∵OP²=n²+m²=n²+

k2

n2

又m＞0，k=2，
∴n是大于0且小于20的整数．
当n=1时，OP²=5，
当n=2时，OP²=5，
当n=3时，OP²=3²+

4

32

=9+

4

9

=

85

9

，（11分）
当n是大于3且小于20的整数时，
即当n=4、5、6…19时，OP²的值分别是：
4²+

4

42

、5²+

4

52

、6²+

4

62

…19²+

4

192

，
∵19²+

4

192

＞18²+

4

182

＞3²+

4

32

＞5，（12分）
∴OP²的最小值是5．（13分）
解：过点P作PQ⊥x轴于Q，则PQ=n，OQ=m，
（1）当n=1时，s=

5

4

，（1分）
∴a=

2s

n

=

5

2

．（3分）

（2）解法一：∵OP=AP，PA⊥OP，
∴△OPA是等腰直角三角形．（4分）
∴m=n=

a

2

．（5分）
∴1+

n4

4

=

1

2

·an．
即n⁴-4n²+4=0，（6分）
∴k²-4k+4=0，
∴k=2．（7分）
解法二：∵OP=AP，PA⊥OP，
∴△OPA是等腰直角三角形．（4分）
∴m=n．（5分）
设△OPQ的面积为s₁
则：s₁=

s

2

∴

1

2

·mn=

1

2

（1+

n4

4

），
即：n⁴-4n²+4=0，（6分）
∴k²-4k+4=0，
∴k=2．（7分）

（3）解法一：∵PA⊥OP，PQ⊥OA，
∴△OPQ∽△OAP．
设：△OPQ的面积为s₁，则

s1

s

=

PO2

AO2

（8分）
即：

1 2 k

1+ n4 4

=

n2+ k2 n2

4(1+ n4 4 )2 n2

化简得：
2n⁴+2k²-kn⁴-4k=0（9分）
（k-2）（2k-n⁴）=0，
∴k=2或k=

n4

2

（舍去），（10分）
∴当n是小于20的整数时，k=2．
∵OP²=n²+m²=n²+

k2

n2

又m＞0，k=2，
∴n是大于0且小于20的整数．
当n=1时，OP²=5，
当n=2时，OP²=5，
当n=3时，OP²=3²+

4

32

=9+

4

9

=

85

9

，（11分）
当n是大于3且小于20的整数时，
即当n=4、5、6…19时，OP²的值分别是：
4²+

4

42

、5²+

4

52

、6²+

4

62

…19²+

4

192

，
∵19²+

4

192

＞18²+

4

182

＞3²+

4

32

＞5，（12分）
∴OP²的最小值是5．（13分）