题目内容

在平面直角坐标系内,点O为坐标原点,点A在x轴上,点C,D在y轴上,AB⊥x轴,BC⊥y轴,且B(10,3),OD=5,连接AD交于BC于点E.
(1)求点E的坐标;
(2)点P从点A出发,以2个单位/秒的速度沿折线A→O→D向终点D匀速运动,连接PB,设点P的运动时间为t秒,△PAB的面积为S,求S与t的函数关系式,并直接写出自变量t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,在点P运动过程中,t为何值时,AD将△PAB的面积分别相等的两部分?请求出t的值,并直接写出此时PB所在直线的解析式.
考点:一次函数综合题
专题:综合题
分析:(1)由矩形ABCO,利用矩形的性质得到CE与OA平行,由两直线平行得到两对同位角相等,利用两对角相等的两三角形相似得到三角形DCE与三角形DOA相似,由相似得比例求出CE的长,再由E与B纵坐标相同,即可确定出E的坐标;
(2)分两种情况考虑:当P在OA上运动时三角形ABP为直角三角形,由速度乘以时间表示出AP的长,利用三角形面积公式列出S关于t的关系式即可;当P在OD上运动时,三角形ABP面积以AB为底,高为BC,表示出S与t的关系式即可;
(3)如图所示,当EP与OA垂直,即四边形ABEP为矩形时,AD将△PAB的面积分别相等的两部分,此时EB=AP,即可求出此时t的值,确定出P的坐标,设直线PB解析式为y=kx+b,将P与B坐标代入求出k与b的值,即可确定出直线PB的解析式.
解答:
解:(1)∵矩形ABCO,
∴CE∥OA,
∴∠DCE=∠DOA,∠DEC=∠DAO,
∴△DCE∽△DOA,
∴
DC
OD
=
CE
OA
,
∵B(10,3),OD=5,
∴BC=OA=10,AB=OC=3,DC=OD-OC=5-3=2,
∴
2
5
=
CE
10
,即CE=4,
则E坐标为(4,3);
(2)分两种情况考虑:
当P在OA上运动时,如图1所示,
∵AB=3,PA=2t,
∴S△ABP=
1
2
AB•AP=
1
2
×3×2t=3t,(0≤t≤5);
当P在OD上运动时,如图2所示,
∵AB=3,BC=10,
∴S△ABP=
1
2
×3×10=15,(5<t≤7.5);
(3)过E作EP⊥OA,交OA于点P,连接PB,与AE交于Q点,如图3所示,
∵∠EPA=∠ABE=∠BAP=90°,
∴四边形ABEP为矩形,
∴Q为PB的中点,即BQ=PQ,AP=BE=2t,
∴S△ABQ=S△APQ(等底同高的三角形面积相等),
即AD将△PAB的面积分别相等的两部分,
∵CE=4,BC=10,
∴AP=BE=10-4=6=2t,即t=3,
则在点P运动过程中,t为3秒时,AD将△PAB的面积分别相等的两部分;
∵OP=CE=4,∴P(4,0),
设直线PB解析式为y=kx+b,
将P与B坐标代入得:
10k+b=3
4k+b=0
,
解得:
k=
1
2
b=-2
,
则此时直线PB解析式为y=
1
2
x-2.
点评:此题属于一次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法求一次函数解析式,坐标与图形性质,相似三角形的判定与性质,矩形的判定与性质,利用了分类讨论及数形结合的思想,是一道动点问题的探究题.
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