题目内容

(2012•长宁区二模)如图,在直角坐标平面中,O为原点,A(0,6),B(8,0).点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿射线AO方向运动,点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴正方向运动.
P、Q两动点同时出发,设移动时间为t(t>0)秒.
(1)在点P、Q的运动过程中,若△POQ与△AOB相似,求t的值;
(2)如图(2),当直线PQ与线段AB交于点M,且
BM
MA
=
1
5
时,求直线PQ的解析式;
(3)以点O为圆心,OP长为半径画⊙O,以点B为圆心,BQ长为半径画⊙B,讨论⊙O和⊙B的位置关系,并直接写出相应t的取值范围.
分析:(1)分别表示出OP,OQ的长度,再分OP与OA,OP与OB是对应边两种情况,根据相似三角形对应边成比例列式进行计算即可得解;
(2)过点M分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为N、G,然后平行线分线段成比例定理列式求出MN、MG的长度,从而得到点M的坐标,然后在Rt△MQN中与Rt△PQO中,利用同一个角∠MQN与∠PQO的正切值相等列出方程求解得到t的值,然后求出点P的坐标,再利用待定系数法求直线函数解析式解答;
(3)表示出OP、BQ的长度,然后根据实际意义求出两圆外切与内切时t的值,再写出两圆外离、相交、内含时的t的取值范围即可.
解答:解:(1)根据题意,t秒时,AP=2t,BQ=t,OP=|6-2t|,OQ=8+t.
分两种情况:
①若△POQ∽△AOB,则当OP与OA是对应边时,
OP
OA
=
OQ
OB
,即
|6-2t|
6
=
8+t
8

所以,8(6-2t)=6(8+t)或8(2t-6)=6(8+t),
整理得,解得t=0(舍去),t=
48
5

②若△POQ∽△BOA,则当OP与OB是对应边时,
OP
OB
=
OQ
OA
,即
|6-2t|
8
=
8+t
6

所以,6(6-2t)=8(8+t)或6(2t-6)=8(8+t),
整理得,t=-
7
5
(舍去),t=25,
所以,当t=
48
5
或25时,△POQ∽△AOB;

(2)过M分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为N、G.
∵PO∥MN,∴
MN
OA
=
MB
BA

MB
MA
=
1
5
MB
BA
=
1
6

MN
OA
=
1
6

∵OA=6,∴MN=1,
同理MG=
5
6
OB,
∵OB=8,∴MG=
20
3

∴点M的坐标为(
20
3
,1),
∵OQ=8+t,
∴NQ=8+t-
20
3
=
4
3
+t,
在Rt△MNQ中,tan∠MQN=
MN
NQ
=
1
4
3
+t

在Rt△OPQ中,tan∠PQO=
OP
OQ
=
6-2t
8+t

1
4
3
+t
=
6-2t
8+t

整理得,6t2-7t=0,
解得t=
7
6
,t=0(舍去),
OP=6-2×
7
6
=
11
3

∴点P的坐标为P(0,
11
3
).
设PQ直线解析式为y=kx+b,
b=
11
3
20
3
k+b=1
,解得
k=-
2
5
b=
11
3

∴PQ直线解析式:y=-
2
5
x+
11
3


(3)|6-2t|+t=8时,6-2t+t=8或2t-6+t=8,
解得t=-2(舍去),t=
14
3

|6-2t|-t=8时,6-2t-t=8或2t-6-t=8,
解得t=-
2
3
(舍去),t=14,
又当t=3时,OP=0,⊙O不存在,
所以,①当0<t<
14
3
且t≠3时,两圆外离;
②当t=
14
3
时,两圆外切;
③当
14
3
<t<14时,两圆相交;
④当t=14时,两圆内切;
⑤当t>14时,两圆内含.(每个结果(1分),共5分)
点评:本题是对一次函数的综合考查,主要利用了相似三角形对应边成比例,平行线分线段成比例定理,以及圆的位置关系,(3)中要注意先求出外切与内切时的两个临界值.
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