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在平面直角坐标系xOy中,对于任意三点A,B,C,给出如下定义:若矩形的任何一条边均与某条坐标轴平行,且A,B,C三点都在矩形的内部或边界上,则称该矩形为点A,B,C的外延矩形.点A,
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在平面直角坐标系xOy中,对于任意三点A,B,C,给出如下定义:
若矩形的任何一条边均与某条坐标轴平行,且A,B,C三点都在矩形的内部或边界上,则称该矩形为点A,B,C的外延矩形.点A,B,C的所有外延矩形中,面积最小的矩形称为点A,B,C的最佳外延矩形.例如,图1中的矩形A1B1C1D1,A2B2C2D2,A3B3CD3都是点A,B,C的外延矩形,矩形A3B3CD3是点A,B,C的最佳外延矩形.

(1)如图1,已知A(-2,0),B(4,3),C(0,t).
①若t=2,则点A,B,C的最佳外延矩形的面积为___;
②若点A,B,C的最佳外延矩形的面积为24,则t的值为___;
(2)如图2,已知点M(6,0),N(0,8).P(x,y)是抛物线y=-x2+4x+5上一点,求点M,N,P的最佳外延矩形面积的最小值,以及此时点P的横坐标x的取值范围;
(3)如图3,已知点D(1,1).E(m,n)是函数y=
(x>0)的图象上一点,矩形OFEG是点O,D,E的一个面积最小的最佳外延矩形, H是矩形OFEG的外接圆,请直接写出 H的半径r的取值范围.

若矩形的任何一条边均与某条坐标轴平行,且A,B,C三点都在矩形的内部或边界上,则称该矩形为点A,B,C的外延矩形.点A,B,C的所有外延矩形中,面积最小的矩形称为点A,B,C的最佳外延矩形.例如,图1中的矩形A1B1C1D1,A2B2C2D2,A3B3CD3都是点A,B,C的外延矩形,矩形A3B3CD3是点A,B,C的最佳外延矩形.

(1)如图1,已知A(-2,0),B(4,3),C(0,t).
①若t=2,则点A,B,C的最佳外延矩形的面积为___;
②若点A,B,C的最佳外延矩形的面积为24,则t的值为___;
(2)如图2,已知点M(6,0),N(0,8).P(x,y)是抛物线y=-x2+4x+5上一点,求点M,N,P的最佳外延矩形面积的最小值,以及此时点P的横坐标x的取值范围;
(3)如图3,已知点D(1,1).E(m,n)是函数y=
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▼优质解答
答案和解析
(1)①如图1,

∵A(-2,0),B(4,3),C(0,2).
∴点A,B,C的最佳外延矩形的面积为[4-(-2)]×3=18.
故答案为:18.
②如图2,

∵点A,B,C的最佳外延矩形的面积为24,
∴A(-2,0),B(4,3),C(0,4)或A(-2,0),B(4,3),C(0,-1).
∴t=4或t=-1;
故答案为:4或-1.
(2)如图3,过M点作x轴的垂线与过N点垂直于y轴的直线交于点Q,则当点P位于矩形OMQN内部或边界时,矩形OMQN是点M,N,P的最佳外延矩形,且面积最小.
∵S矩形OMQN=OM•ON=6×8=48,
∴点M,N,P的最佳外延矩形面积的最小值为48.
抛物线y=-x2+4x+5与y轴交于点T(0,5).
令y=0,有-x2+4x+5=0,
解得 x=-1(舍),或x=5.
令y=8,有=-x2+4x+5=8,
解得 x=1,或x=3.
∴0≤x≤1,或3≤x≤5.
(3)如图4,OD所在的直线交双曲线于点E,矩形OFEG是点O,D,E的一个面积最小的最佳外延矩形,

∵点D(1,1),
∴OD所在的直线表达式为y=x,
∴点E的坐标为(2,2)
∴OE=2
,
∴ H的半径r=
,
如图5,

∵当点E的纵坐标为1时,1=
,解得x=4,
∴OE=
=
,
∴ H的半径r=
,
∴
≤r≤
.

∵A(-2,0),B(4,3),C(0,2).
∴点A,B,C的最佳外延矩形的面积为[4-(-2)]×3=18.
故答案为:18.
②如图2,

∵点A,B,C的最佳外延矩形的面积为24,
∴A(-2,0),B(4,3),C(0,4)或A(-2,0),B(4,3),C(0,-1).
∴t=4或t=-1;
故答案为:4或-1.
(2)如图3,过M点作x轴的垂线与过N点垂直于y轴的直线交于点Q,则当点P位于矩形OMQN内部或边界时,矩形OMQN是点M,N,P的最佳外延矩形,且面积最小.

∵S矩形OMQN=OM•ON=6×8=48,
∴点M,N,P的最佳外延矩形面积的最小值为48.
抛物线y=-x2+4x+5与y轴交于点T(0,5).
令y=0,有-x2+4x+5=0,
解得 x=-1(舍),或x=5.
令y=8,有=-x2+4x+5=8,
解得 x=1,或x=3.
∴0≤x≤1,或3≤x≤5.
(3)如图4,OD所在的直线交双曲线于点E,矩形OFEG是点O,D,E的一个面积最小的最佳外延矩形,

∵点D(1,1),
∴OD所在的直线表达式为y=x,
∴点E的坐标为(2,2)
∴OE=2
2 |
∴ H的半径r=
2 |
如图5,

∵当点E的纵坐标为1时,1=
x |
4 |
∴OE=
12+42 |
17 |
∴ H的半径r=
| ||
2 |
∴
2 |
| ||
2 |
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