题目内容
【题目】在平面直角坐标系中,过点C(1,3)、D(3,1)分别作x轴的垂线,垂足分别为A、B.
(1)求直线CD和直线OD的解析式;
(2)点M为直线OD上的一个动点,过M作x轴的垂线交直线CD于点N,是否存在这样的点M,使得以A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求此时点M的横坐标;若不存在,请说明理由;
(3)若△AOC沿CD方向平移(点C在线段CD上,且不与点D重合),在平移的过程中,设平移距离为t,△AOC与△OBD重叠部分的面积记为s,试求s与t的函数关系式.
【答案】(1)直线OD的解析式为y=x;(2)存在.满足条件的点M的横坐标或,理由见解析;(3)S=﹣(t﹣1)2+.
【解析】
(1)理由待定系数法即可解决问题;
(2)如图,设M(m,m),则N(m,-m+4).当AC=MN时,A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,可得|-m+4-m|=3,解方程即可;
(3)如图,设平移中的三角形为△A′O′C′,点C′在线段CD上.设O′C′与x轴交于点E,与直线OD交于点P;设A′C′与x轴交于点F,与直线OD交于点Q.根据S=S△OFQ-S△OEP=OFFQ-OEPG计算即可;
(1)设直线CD的解析式为y=kx+b,则有,解得,
∴直线CD的解析式为y=﹣x+4.
设直线OD的解析式为y=mx,则有3m=1,m=,
∴直线OD的解析式为y=x.
(2)存在.
理由:如图,设M(m, m),则N(m,﹣m+4).
当AC=MN时,A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,
∴|﹣m+4﹣m|=3,
解得m=或,
∴满足条件的点M的横坐标或.
(3)如图,设平移中的三角形为△A′O′C′,点C′在线段CD上.
设O′C′与x轴交于点E,与直线OD交于点P;
设A′C′与x轴交于点F,与直线OD交于点Q.
因为平移距离为t,所以水平方向的平移距离为t(0≤t<2),
则图中AF=t,F(1+t,0),Q(1+t, +t),C′(1+t,3﹣t).
设直线O′C′的解析式为y=3x+b,
将C′(1+t,3﹣t)代入得:b=﹣4t,
∴直线O′C′的解析式为y=3x﹣4t.
∴E(t,0).
联立y=3x﹣4t与y=x,解得x=t,
∴P(t, t).
过点P作PG⊥x轴于点G,则PG=t.
∴S=S△OFQ﹣S△OEP=OFFQ﹣OEPG
=(1+t)(+t)﹣tt
=﹣(t﹣1)2+.