题目内容
如图,在平面直角坐标系xOy中,直线AB与x轴交于点A,与y轴交于点B,且OA=3,AB=5.点P从点O出发沿OA以每秒1个单位长的速度向点A匀速运动,到达点A后立刻以原来的速度沿AO返回;点Q从点A出发沿AB以每秒1个单位长的速度向点B匀速运动.伴随着P、Q的运动,DE保持垂直平分PQ,且交PQ于点D,交折线QB-BO-OP于点E.点P、Q同时出发,当点Q到达点B时停止运动,点P也随之停止.设点P、Q运动的时间是t秒(t>0).(1)求直线AB的解析式;
(2)在点P从O向A运动的过程中,求△APQ的面积S与t之间的函数关系式(不必写出t的取值范围);
(3)在点E从B向O运动的过程中,完成下面问题:
①四边形QBED能否成为直角梯形?若能,请求出t的值;若不能,请说明理由;
②当DE经过点O时,请你直接写出t的值.
【答案】分析:(1)首先由在Rt△AOB中,OA=3,AB=5,求得OB的值,然后利用待定系数法即可求得二次函数的解析式;
(2)过点Q作QF⊥AO于点F,由△AQF∽△ABO,根据相似三角形的对应边成比例,借助于方程即可求得QF的长,然后即可求得△APQ的面积S与t之间的函数关系式;
(3)①分别从DE∥QB与PQ∥BO去分析,借助于相似三角形的性质,即可求得t的值;
②根据题意可知即OP=OQ时,则列方程即可求得t的值.
解答:
解:(1)在Rt△AOB中,OA=3,AB=5,由勾股定理得OB=
=4.
∴A(3,0),B(0,4).
设直线AB的解析式为y=kx+b.
∴
解得
∴直线AB的解析式为
;
(2)如图1,过点Q作QF⊥AO于点F.
∵AQ=OP=t,∴AP=3-t.
由△AQF∽△ABO,得
.
∴
=
.
∴QF=
t,
∴S=
(3-t)•
t,
∴S=-
t2+
t;

(3)四边形QBED能成为直角梯形.
①如图2,当DE∥QB时,
∵DE⊥PQ,
∴PQ⊥QB,四边形QBED是直角梯形.
此时∠AQP=90°.
由△APQ∽△ABO,得
.
∴
=
.
解得t=
;
如图3,当PQ∥BO时,
∵DE⊥PQ,
∴DE⊥BO,四边形QBED是直角梯形.
此时∠APQ=90°.
由△AQP∽△ABO,得
.
即
=
.
3t=5(3-t),
3t=15-5t,
8t=15,
解得t=
;
(当P从A向0运动的过程中还有两个,但不合题意舍去)
②当DE经过点O时,
∵DE垂直平分PQ,
∴EP=EQ=t,
由于P与Q相同的时间和速度,
∴AQ=EQ=EP=t,
∴∠AEQ=∠EAQ,
∵∠AEQ+∠BEQ=90°,∠EAQ+∠EBQ=90°,
∴∠BEQ=∠EBQ,
∴BQ=EQ,
∴EQ=AQ=BQ=
AB
所以t=
,
当P从A向O运动时,
过点Q作QF⊥OB于F,
EP=6-t,
即EQ=EP=6-t,
AQ=t,BQ=5-t,
∴FQ=
(5-t)=3-
t,BF=
(5-t)=4-
t,
∴EF=4-BF=
t,
∵EF2+FQ2=EQ2,
即(3-
t)2+(
t)2=(6-t)2,
解得:t=
.
∴当DE经过点O时,t=
或
.
点评:此题考查了待定系数法求二次函数的解析式,相似三角形的判定与性质等知识的应用.此题综合性较强,注意数形结合与方程思想的应用.
(2)过点Q作QF⊥AO于点F,由△AQF∽△ABO,根据相似三角形的对应边成比例,借助于方程即可求得QF的长,然后即可求得△APQ的面积S与t之间的函数关系式;
(3)①分别从DE∥QB与PQ∥BO去分析,借助于相似三角形的性质,即可求得t的值;
②根据题意可知即OP=OQ时,则列方程即可求得t的值.
解答:
∴A(3,0),B(0,4).
设直线AB的解析式为y=kx+b.
∴
∴直线AB的解析式为
(2)如图1,过点Q作QF⊥AO于点F.
∵AQ=OP=t,∴AP=3-t.
由△AQF∽△ABO,得
∴
∴QF=
∴S=
∴S=-
(3)四边形QBED能成为直角梯形.
①如图2,当DE∥QB时,
∵DE⊥PQ,
∴PQ⊥QB,四边形QBED是直角梯形.
此时∠AQP=90°.
由△APQ∽△ABO,得
∴
解得t=
如图3,当PQ∥BO时,
∴DE⊥BO,四边形QBED是直角梯形.
此时∠APQ=90°.
由△AQP∽△ABO,得
即
3t=5(3-t),
3t=15-5t,
8t=15,
解得t=
(当P从A向0运动的过程中还有两个,但不合题意舍去)
②当DE经过点O时,
∵DE垂直平分PQ,
∴EP=EQ=t,
由于P与Q相同的时间和速度,
∴AQ=EQ=EP=t,
∴∠AEQ=∠EAQ,
∵∠AEQ+∠BEQ=90°,∠EAQ+∠EBQ=90°,
∴∠BEQ=∠EBQ,
∴BQ=EQ,
∴EQ=AQ=BQ=
所以t=
当P从A向O运动时,
过点Q作QF⊥OB于F,
EP=6-t,
即EQ=EP=6-t,
AQ=t,BQ=5-t,
∴FQ=
∴EF=4-BF=
∵EF2+FQ2=EQ2,
即(3-
解得:t=
∴当DE经过点O时,t=
点评:此题考查了待定系数法求二次函数的解析式,相似三角形的判定与性质等知识的应用.此题综合性较强,注意数形结合与方程思想的应用.
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