Question

8．已知函數(shù)f（x）=a（x+$\frac{1}{x}}$），（x＞0，a＞0），點(diǎn)P為函數(shù)y=f（x）圖象上一動(dòng)點(diǎn)．
（1）當(dāng)a=2時(shí)，過(guò)點(diǎn)P分別向y軸及直線(xiàn)y=2x作垂線(xiàn)，垂足分別為點(diǎn)A，B，試計(jì)算線(xiàn)段PA，PB長(zhǎng)度之積PA•PB的值；
（2）作曲線(xiàn)y=f（x）在點(diǎn)P處的切線(xiàn)l，記直線(xiàn)l與y軸及直線(xiàn)y=ax的交點(diǎn)分別為M，N，試計(jì)算線(xiàn)段PM，PN長(zhǎng)度比值$\frac{PM}{PN}$．

Answer 1

分析 （1）設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為$P（{{x_0}，2{x_0}+\frac{2}{x_0}}）$，則$A（{0，2{x_0}+\frac{2}{x_0}}）$，求出B的坐標(biāo)，即可計(jì)算線(xiàn)段PA，PB長(zhǎng)度之積PA•PB的值；
（2）確定點(diǎn)$P（{{x_0}，a{x_0}+\frac{a}{x_0}}）$為點(diǎn)$M（{0，\frac{2a}{x_0}}）$和點(diǎn)N（2x₀，2ax₀）的中點(diǎn)，即可計(jì)算線(xiàn)段PM，PN長(zhǎng)度比值$\frac{PM}{PN}$．

解答 解：（1）當(dāng)a=2時(shí)，$f（x）=2x+\frac{2}{x}$，
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為$P（{{x_0}，2{x_0}+\frac{2}{x_0}}）$，則$A（{0，2{x_0}+\frac{2}{x_0}}）$，…（1分）
依題意，${l_{PB}}：y=-\frac{1}{2}（{x-{x_0}}）+2{x_0}+\frac{2}{x_0}$，…（3分）
由$\left\{\begin{array}{l}y=-\frac{1}{2}（{x-{x_0}}）+2{x_0}+\frac{2}{x_0}\\ y=2x\end{array}\right.$，得$B（{{x_0}+\frac{4}{{5{x_0}}}，2{x_0}+\frac{8}{{5{x_0}}}}）$，…（5分）
∴$PA={x_0}，PB=\sqrt{1+{{（{-\frac{1}{2}}）}^2}}|{（{{x_0}+\frac{4}{{5{x_0}}}}）-{x_0}}|=\frac{{2\sqrt{5}}}{{5{x_0}}}$，…（7分）
∴$PA•PB={x_0}•\frac{{2\sqrt{5}}}{{5{x_0}}}=\frac{{2\sqrt{5}}}{5}$…（8分）
（2）設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為$P（{{x_0}，a{x_0}+\frac{a}{x_0}}）$…（9分）
∵$f'（x）=a-\frac{a}{x^2}$，∴${k_{MN}}=f'（{x_0}）=a-\frac{a}{{{x_0}^2}}$，…（11分）
∴${l_{MN}}：y=（{a-\frac{a}{x_0^2}}）（{x-{x_0}}）+a{x_0}+\frac{a}{x_0}$，…（12分）
令x=0，得$M（{0，\frac{2a}{x_0}}）$，…（13分）
由$\left\{\begin{array}{l}y=（{a-\frac{a}{x_0^2}}）（{x-{x_0}}）+a{x_0}+\frac{a}{x_0}\\ y=ax\end{array}\right.$，得N（2x₀，2ax₀），…（14分）
則點(diǎn)$P（{{x_0}，a{x_0}+\frac{a}{x_0}}）$為點(diǎn)$M（{0，\frac{2a}{x_0}}）$和點(diǎn)N（2x₀，2ax₀）的中點(diǎn)，…（15分）
所以$\frac{PM}{PN}=1$…（16分）

點(diǎn)評(píng) 本題考查直線(xiàn)與直線(xiàn)的位置關(guān)系，考查學(xué)生的計(jì)算能力，屬于中檔題．