题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,正比例函数y=kx的图象与反比例函数y=(m≠0)的图象在第一象限交于点C,△ABC是边长为3的等边三角形,且AB边在x轴额正半轴上,cos∠COA=
.
(1)求k,m的值;
(2)点P在射线OC上,且OP=5,动点Q从点P出发先沿着适当的路径运动到线段AB中垂线上的点M处,再沿垂直于y轴的方向运动到y轴上的点N处,最后沿适当的路径运动到点A处停止,当点Q的运动路径最短时,求N点坐标及点Q运动的最短路程;
(3)将△ABC绕点A进行旋转,在旋转过程中,设BC所在直线与射线OC相交于点R,与x轴正半轴交于点T,当△ORT为等腰三角形时,求OT的长.
【答案】(1)k=,m=
(2)
+
.(3)OT的长为3+
﹣
或3+
或6或3﹣
+
.
【解析】
(1)由cos∠COA=,可得∠AOC=30°,求出点C坐标即可解决问题.
(2)如图2中,作CH⊥AB于H,作PG⊥CH,使得PG=OH,作点A关于y轴的对称点A′,连接A′G交y轴于N,作NM⊥y轴,交CH于M,此时点Q运动的路径P→M→N→A最短.
再想办法求出直线A′G的解析式即可解决问题.
(3)分三种情形讨论)①如图3中,当OR=OT时,作AG⊥BC于G,则AG=,把△ATG放大(如图4中,在AG上取一点M,使得AM=MT),求出AT即可.②如图5中,当RO=RT时,作BG⊥AT于G.③如图6中,当TO=TR时,分别求解即可.
解:(1)如图1中,作CK⊥AB于K.
∵cos∠COA=,
∴∠AOC=30°,
∵△ABC是等边三角形,边长为3,
∴AB=BC=AC=3,∠CAB=∠CBA=∠ACB=60°,
∴∠BCO=90°,
∴OB=2BC=6,OC=,
∴CK=OC=
,OK=
CK=
,
∴点C坐标(,
),分别代入正比例函数y=kx的图象与反比例函数y=
,
可得k=,m=
.
(2)如图2中,作CH⊥AB于H,作PG⊥CH,使得PG=OH,作点A关于y轴的对称点A′,连接A′G交y轴于N,作NM⊥y轴,交CH于M,此时点Q运动的路径P→M→N→A最短.理由:PM+MN+NA=PG+NG+A′N,=PG+A′G,∵PG=MN=桥长,A′G是线段,两点之间线段最短,∴PM+MN+NA最短.
∵OP=,∴点P坐标(
,
),
∵AH=,
∴PG=MN=OH=,
∴G(3,),∵A′(﹣3,0),
设直线A′G的解析式为y=kx+b,则有,
解得,
∴直线A′N的解析式为y=x+
,
∴点N坐标(0,),
∵A′G==
,
∴点Q运动的最短路程=A′G+PG=+
.
(3)①如图3中,当OR=OT时,作AG⊥BC于G,则AG=,把△ATG放大(如图4中,在AG上取一点M,使得AM=MT),
∵∠ATG=75°,∠TAG=15°,
∴∠A=∠MTA=15°,
∴∠TMG=30°,设GT=a,则MT=AM=2a,MG=a,
∴2a+a=
,
∴a=3﹣
,
∴AT==
=
﹣
,
∴OT=3+﹣
,
②如图5中,当RO=RT时,作BG⊥AT于G.
∵RO=RT,
∴∠ROT=∠RTO=30°,
∵∠ABC=60°=∠BAT+∠BTA,
∴∠BAT=∠BTA=30°,
∴BA=BT=3,AG=GT=ABcos30°=,
∴AT=,OT=3+
.
③如图6中,当TO=TR时,
∵TO=TR,
∴∠TOR=∠TRO=30°,
∴∠OTR=120°,∠ATR=60°,
∴T与C重合,
∴OT=OA+AC=6.
④如图7中,由②可知,当OR=OT时,OT=OA﹣AT=3﹣+
.
综上所述,当△ORT为等腰三角形时,OT的长为3+﹣
或3+
或6或3﹣
+
.
