题目内容

如图,在平面直角坐标系中有一直角梯形OABC,∠AOC=90°,AB∥OC,OC精英家教网在x轴上,过A、B、C三点的抛物线表达式为y=-
1
18
x2+
4
9
x+10

(1)求A、B、C三点的坐标;
(2)如果在梯形OABC内有一矩形MNPO,使M在y轴上,N在BC边上,P在OC边上,当MN为多少时,矩形MNPO的面积最大?最大面积是多少?
(3)若用一条直线将梯形OABC分为面积相等的两部分,试说明你的分法.
分析:(1)抛物线的方程已知为:y= -
1
18
x2
4
9
x+10
,由题中的图形可知A点的横坐标为x=0,代入抛物线方程,可得A点的纵坐标;
因为AB∥OC,所以B点纵坐标与A点相同,再将它代入抛物线方程可得B点坐标;
C点在x轴上,C点纵坐标为0,将它代入方程可得C点坐标.
(2)法一:过B作BQ⊥OC,交MN于H,交OC于Q,则Rt△BNH∽Rt△BCQ,
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设MN=x,NP=y,
BH
BQ
HN
QC
,可得x和y的关系式,再由长方形的面积公式:
S=xy,将y用x表达,可得到S关于x的二次函数,再求此二次函数的最大值,由此可知MN为何值时,面积最大;
法二:过B作BQ⊥x轴于Q,则Rt△CPN∽Rt△CQB,后面于法一的解答相同;
法三:利用Rt△BHN∽Rt△NPC也能解答;
法四:过B点作BQ⊥x轴于Q,则Rt△BQC∽Rt△NPC,△BQC为等腰直角三角形,△NPC为等腰直角三角形,由此可以得出
PN与MN的关系式,再代入面积公式,可得二次函数,再求此二次函数的最大值即可.
(3)①对于任意一条直线,将直线从直角梯形的一侧向另一侧平移的过程中,总有一个位置使得直线将该梯形面积分割成相等的两部分.
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②过上、下底作一条直线交AB于E,交OC于F,且满足于梯形AEFO或梯形BEFC的上底与下底的和为13即可.
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③构造一个三角形,使其面积等于整个梯形面积的一半,
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④平行于两底的直线,一定会有其中的一条将原梯形分成面积相等的两部分;
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解答:解:(1)由图形得,点A横坐标为0,将x=0代入y=-
1
18
x2
4
9
x+10

得y=10,
∴A(0,10)
∵AB∥OC,
∴B点纵坐标为10,将y=10代入抛物线表达式得,
10=- 
1
18
x2+
4
9
x+10

∴x1=0,x2=8.
∵B点在第一象限,
∴B点坐标为(8,10)
∵C点在x轴上,
∴C点纵坐标为0,将y=0代入抛物线表达式得,
-
1
18
x2+
4
9
x+10=0

解得x1=-10,x2=18.
∵C在原点的右侧,
∴C点坐标为(18,0). (4分)
(2)法一:过B作BQ⊥OC,交MN于H,交OC于Q,则Rt△BNH∽Rt△BCQ,
BH
BQ
=
HN
QC
. (5分)
设MN=x,NP=y,则有
10-y
10
=
x-8
18-8

∴y=18-x. (6分)
∴S矩形MNOP=xy=x(18-x)=-x2+18x=-(x-9)2+81.
∴当x=9时,有最大值81.
即MN=9时,矩形MNPO的面积最大,最大值为81. (8分)
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法二:过B作BQ⊥x轴于Q,则Rt△CPN∽Rt△CQB,
CP
CQ
 = 
NP
BQ

设MN=x,NP=y,则有
18-x
18-8
=
y
10

∴y=18-x.
∴S矩形MNOP=xy=x(18-x)=-x2+18x=-(x-9)2+81.
∴当x=9时,有最大值81.
即MN=9时,矩形MNPO的面积最大,最大值为81.
法三:利用Rt△BHN∽Rt△NPC也能解答,解答过程与法二相同.
法四:过B点作BQ⊥x轴于Q,则Rt△BQC∽Rt△NPC,
QC=OC-OQ=18-8=10,又QB=OA=10,
∴△BQC为等腰直角三角形,
∴△NPC为等腰直角三角形.
设MN=x时矩形MNPO的面积最大.
∴PN=PC=OC-OP=18-x.
∴S矩形MNOP=MN•PN=x(18-x)=-x2+18x=-(x-9)2+81.
∴当x=9时,有最大值81.
即MN=9时,矩形MNPO的面积最大,最大值为81.
(3)①对于任意一条直线,将直线从直角梯形的一侧向另一侧平移的过程中,总有一个位置使得直线将该梯形面积分割
成相等的两部分.
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②过上、下底作一条直线交AB于E,交OC于F,且满足于梯形AEFO或梯形BEFC的上底与下底的和为13即可. (4分)
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③构造一个三角形,使其面积等于整个梯形面积的一半,因此有:
△OCP1P1(0,
65
9
)
;△OCP2P2(
97
9
65
9
)
;△OAP3,P3(13,0);△CBP4,P4(5,0);精英家教网
④平行于两底的直线,一定会有其中的一条将原梯形分成面积相等的两部分;
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点评:本题考查的有:矩形的面积,二次函数的最值,梯形的面积等考点.
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