题目内容

【题目】如图1,在平面直角坐标系中,有一矩形ABCD,其三个顶点的坐标分别为A(20)B(80)C(83),将直线l以每秒3个单位的速度向右运动,设运动时间为t秒.

1)当t 时,直线l经过点A(直接填写答案);

2)设直线l扫过矩形ABCD的面积为S,试求S0St的函数关系式;

3)在第一象限有一半径为3、且与两坐标轴恰好都相切的⊙M,在直线l出发的同时,⊙M以每秒2个单位的速度向右运动,如图2,则当t为何值时,直线l与⊙M相切?

【答案】11;

2)当1t≤,S;

t≤3,S9t;

3t≤,S=-(3t10)218;

t,S18;

3t5t5

【解析】

试题分析:1y=-3x3x轴交点坐标是(-1,0,直线l经过点A2,0,故向右平移3个单位长度,直线l:y=-3x3以每秒3个单位的速度向右运动,所以t=1;

2)求出直线l:y=﹣3x+9t﹣3,再分情况讨论;

3)分两种情况讨论,借助三角形相似即可.

试题解析:(1)y=-3x3x轴交点坐标是(-1,0,直线l经过点A2,0,故向右平移3个单位长度,直线l:y=-3x3以每秒3个单位的速度向右运动,所以t=1;

2)由题意,可知矩形ABCD顶点D的坐标为(2,3)

由一次函数的性质可知,t由小到大变化时,直线l:y=﹣3(x﹣3t)-3=﹣3x+9t﹣3向右平移,依次扫过矩形ABCD的不同部分.

可得当直线经过A(2,0),t=1;当直线经过D(2,3),t=;当直线经过B(8,0),t=3;当直线经过C(8,3),t=

1t≤, 如图所示.

设直线l:y=-3x+9t﹣3x轴交于点P,AD交于点Q

y=0,可得x=3t﹣1,∴AP=3t﹣3;

x=2,可得y=9t﹣9,∴AQ=9t﹣9

∴S=SAPQ=APAQ=(3t﹣3)( 9t﹣9)=;

<>t≤3,如图所示.

设直线l:y=-3x+9t﹣3x轴交于点P,CD交于点Q

y=0,可得x=3t﹣1,∴AP=3t﹣3;

y=3,可得x=3t﹣2,∴DQ=3t﹣4

S=S梯形APQD=(DQ+AP)AD=9t;

3t≤,如图所示.

设直线l:y=-3x+9t﹣3BC交于点P,CD交于点Q

x=8,可得y=9t﹣27,∴BP=9t﹣27,CP=30﹣9t;

y=3,可得x= 3t﹣2,∴DQ= 3t﹣4,CQ=10﹣3t

S=S矩形ABCD﹣SPQC=18﹣CPCQ=(3t10)218;

t,S=S矩形ABCD=18

综上所述, St的函数关系式为:

;

(3)若直线l:y=﹣3x+9t﹣3⊙M相切,如图所示,应有两条符合条件的切线.

设直线与x轴、y轴交于AB,A(3t﹣1,0)B(0,9t﹣3),∴OB=3OA

由题意,可知⊙Mx轴相切,设切点为D,连接MD;

设直线与⊙M的一个切点为P,连接MP并延长交x轴于点G;P点作PN⊥MD于点N,PH⊥x轴于点H

易证△PMN∽△BAO,∴PN:MN=OB:OA=3,∴PN=3MN

Rt△PMN,由勾股定理得:PM2=PN2+MN2,解得: MN=,PN=,

∴PH=ND=MD﹣MN=3﹣,OH=OD﹣HD=OD﹣PN=2t+3﹣,

∴P(2t+3﹣,3﹣),代入直线解析式求得:t=5﹣;

同理,当切线位于另外一侧时,可求得:t=5+

考点:动点问题.

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