试题

已知：如图，一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别交于点A（3，0），B（O，

3

）．以线段AB为一边作等边△ABC，且点C在反比例函数y=

m

x

的图象上．
（1）求一次函数的关系式；
（2）求m的值；
（3）O是原点，在线段OB的垂直平分线上是否存在一点P，使得△ABP的面积等于

1

2

m？若存在，求出P点的坐标；若不存在，请说明理由．

解：（1）∵一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别交于点A（3，0），B（O，

3

），
∴

b= 3 3k+b=0

，
解得：

k=- 3 3 b= 3

，
故此一次函数的关系式为：y=-

3

3

x+

3

；

（2）以AB为一边可以作两个等边△ABC，则顶点C有两个，分别为C1、C₂，
设在第一象限的点C₁（p，q），过C₁作C₁⊥AB于E，
∵A（3，0），B（O，

3

），
∴OB=

3

，AB=

OA2+OB2

=2

3

，
∵△ABC₁是等边三角形，
∴AC₁=2

3

，AE=

3

，
∴AB=AC₁，AE=OB，
∵在Rt△AOB和Rt△C₁EA中，

AB=AC1 OB=AE

，
∴Rt△AOB≌Rt△C₁EA（HL），
∴∠BAO=∠AC₁E=30°，
∴∠C₁AO=90°，
∴C₁A⊥x轴，
∴p=3，
过C₁作C₁F⊥y轴于F，
则四边形OAC₁F是矩形，
∴OF=AC₁=2

3

，
∴q=2

3

，
∴C₁（3，2

3

）；
∵C₁点在y=

m

x

的图象上，
∴m=6

3

；
又∵OB=

3

，∠OBA=60°，
∴C₂（0，-

3

），且C₂点不可能在双曲线y=

m

x

的图象上，
∴m值只有一个，即m=6

3

；

（3）存在．
理由：∵P在OB的垂直平分线上，
∴P在第一象限或第二象限，
∴P点有两个，分别为P₁，P₂，
设在第一象限的点P₁（a₁，

3

2

），
根据题意，△ABP₁的面积为：

1

2

m=3

3

，
∵S_△ABC=

1

2

AB·CE=

1

2

×2

3

×3=3

3

，
∴S_△ABC=S_△ABP1，
设△ABP₁中AB边上的高h，
由三角形的面积公式，当S_△ABC=S_△ABP1时，
则h=C₁E，
∴C₁P₁∥AB，
设经过C₁P₁的直线的表达式为y₁=k₁x+b₁，
则k₁=k=-

3

3

，
∵C₁（3，2

3

），代入y₁=k₁x+b₁得：2

3

=-

3

3

×3+b₁，
解得：b₁=3

3

，
∴经过C₁P₁的直线的表达式为y₁=-

3

3

x+3

3

，
点 P₁（a₁，

3

2

）在直线上C₁P₁上，
把点P₁（a₁，

3

2

）的坐标代入y₁=-

3

3

x+3

3

，
∴

3

2

=-

3

3

×a₁+3

3

，
∴a₁=

15

2

；
同理，设在第二象限的点P₂（a₂，

3

2

），
设经过C₂P₂的直线的表达式为y₂=k₂x+b₂，
∵点C₂（0，-

3

）在直线y₂=k₂x+b₂上，
∴k2=k=-

3

3

，b₂=-

3

，
∴y₂=-

3

3

x-

3

，
∵P₂（a₂，

3

2

）在直线y₂=-

3

3

x-

3

上，
∴a₂=-

9

2

，
∴P₂（-

9

2

，

3

2

）；
∴符合要求的P点有两个，分别为P₁（

15

2

，

3

2

），P₂（-

9

2

，

3

2

）．
解：（1）∵一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别交于点A（3，0），B（O，

3

），
∴

b= 3 3k+b=0

，
解得：

k=- 3 3 b= 3

，
故此一次函数的关系式为：y=-

3

3

x+

3

；

（2）以AB为一边可以作两个等边△ABC，则顶点C有两个，分别为C1、C₂，
设在第一象限的点C₁（p，q），过C₁作C₁⊥AB于E，
∵A（3，0），B（O，

3

），
∴OB=

3

，AB=

OA2+OB2

=2

3

，
∵△ABC₁是等边三角形，
∴AC₁=2

3

，AE=

3

，
∴AB=AC₁，AE=OB，
∵在Rt△AOB和Rt△C₁EA中，

AB=AC1 OB=AE

，
∴Rt△AOB≌Rt△C₁EA（HL），
∴∠BAO=∠AC₁E=30°，
∴∠C₁AO=90°，
∴C₁A⊥x轴，
∴p=3，
过C₁作C₁F⊥y轴于F，
则四边形OAC₁F是矩形，
∴OF=AC₁=2

3

，
∴q=2

3

，
∴C₁（3，2

3

）；
∵C₁点在y=

m

x

的图象上，
∴m=6

3

；
又∵OB=

3

，∠OBA=60°，
∴C₂（0，-

3

），且C₂点不可能在双曲线y=

m

x

的图象上，
∴m值只有一个，即m=6

3

；

（3）存在．
理由：∵P在OB的垂直平分线上，
∴P在第一象限或第二象限，
∴P点有两个，分别为P₁，P₂，
设在第一象限的点P₁（a₁，

3

2

），
根据题意，△ABP₁的面积为：

1

2

m=3

3

，
∵S_△ABC=

1

2

AB·CE=

1

2

×2

3

×3=3

3

，
∴S_△ABC=S_△ABP1，
设△ABP₁中AB边上的高h，
由三角形的面积公式，当S_△ABC=S_△ABP1时，
则h=C₁E，
∴C₁P₁∥AB，
设经过C₁P₁的直线的表达式为y₁=k₁x+b₁，
则k₁=k=-

3

3

，
∵C₁（3，2

3

），代入y₁=k₁x+b₁得：2

3

=-

3

3

×3+b₁，
解得：b₁=3

3

，
∴经过C₁P₁的直线的表达式为y₁=-

3

3

x+3

3

，
点 P₁（a₁，

3

2

）在直线上C₁P₁上，
把点P₁（a₁，

3

2

）的坐标代入y₁=-

3

3

x+3

3

，
∴

3

2

=-

3

3

×a₁+3

3

，
∴a₁=

15

2

；
同理，设在第二象限的点P₂（a₂，

3

2

），
设经过C₂P₂的直线的表达式为y₂=k₂x+b₂，
∵点C₂（0，-

3

）在直线y₂=k₂x+b₂上，
∴k2=k=-

3

3

，b₂=-

3

，
∴y₂=-

3

3

x-

3

，
∵P₂（a₂，

3

2

）在直线y₂=-

3

3

x-

3

上，
∴a₂=-

9

2

，
∴P₂（-

9

2

，

3

2

）；
∴符合要求的P点有两个，分别为P₁（

15

2

，

3

2

），P₂（-

9

2

，

3

2

）．