题目内容

如图,平面直角坐标系中,直线y=-
3
3
x+3与坐标轴分别交于 A、B两点.动点P从A点出发沿折线AO-OB-BA运动,点P在AO,OB,BA上运动的速度分别为
3
,1,2(长度单位/秒),点E同时从O点出发沿OB以
1
3
(长度单位/秒)的速度运动,直线EF∥x轴交BA于点F,设运动时间为t秒,当点P沿折线AO-OB-BA运动一周时,点P和点E同时停止运动.请解答下列问题
(1)求A、B两点的坐标;
(2)作点P关于直线EF的对称点P′,在运动过程中,若形成的四边形PEP′F是菱形,则t的值是多少?
(3)当t=2时,是否存在点Q,使得△FEQ∽△BEP?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
考点:一次函数综合题
专题:
分析:(1)分别令x、y为0,求出点A、B的坐标;
(2)此题需要分三种情况分析:点P在线段OA上,在线段OB上,在线段AB上;根据菱形的判定可知:在线段EF的垂直平分线上与x轴的交点,可求得一个;当点P在线段OB上时,形成的是三角形,不存在菱形;当点P在线段BA上时,根据对角线互相平分且互相垂直的四边形是菱形也可求解;
(3)当t=2时,可求得点P的坐标,即可确定△BEP,根据相似三角形的判定定理即可求得点Q的坐标,解题时要注意答案的不唯一性.
解答:解:(1)当y=0时,-
3
3
x+3=0,
解得:x=3
3
,
即A(3
3
,0),
当x=0时,y=3,
即B(0,3);

(2)①当点P在线段AO上时,过F作FG⊥x轴,G为垂足(如图1),
∵OE=FG,EP=FP,∠EOP=∠FGP=90°
∴△EOP≌△FGP,
∴OP=PG﹒
又∵OE=FG=
1
3
t,∠A=30°,
∴AG=
FG
tan30°
=
3
3
t,
而AP=
3
t,
∴OP=3
3
-
3
t,PG=AP-AG=
3
t-
3
3
t=
2
3
3
t,
由3
3
-
3
t=
2
3
3
t,
解得:t=
9
5
;
②当点P在线段OB上时,形成的是三角形,不存在菱形;
③当点P在线段BA上时,过P作PH⊥EF,PM⊥OB,H、M分别为垂足(如图2),
∵OE=
1
3
t,
∴BE=3-
1
3
t,
∴EF=
BE
tan30°
=3
3
-
3
3
t,
∴MP=EH=
1
2
EF=
3
3
2
-
3
6
t,
又∵BP=2(t-6),
在Rt△BMP中,BP•sin60°=MP
即2(t-6)•
3
2
=
3
3
2
-
3
6
t,
解得:t=
45
7
;

(3)存在;理由如下:
∵t=2,∴OE=
2
3
,AP=2
3
,OP=
3
,
将△BEP绕点E顺时针方向旋转90°,得到△B'EC(如图3),
∵OB⊥EF,
∴点B'在直线EF上,
∵C点横坐标绝对值等于EO长度,C点纵坐标绝对值等于EO-PO长度,
∴C点坐标为(-
2
3
,
2
3
-
3
),
过F作FQ∥B'C,交EC于点Q,
则△FEQ∽△B'EC,
由
BE
FE
=
B′E
FE
=
CE
QE
=
3
3
,
可得Q的坐标为(-
2
3
3
,-
7
3
);
根据对称性可得,Q关于直线EF的对称点Q'(-
2
3
3
,
11
3
)也符合条件.
点评:本题考查了一次函数综合题,还考查了菱形的判定与性质以及相似三角形的判定与性质,解题的关键要注意数形结合思想的应用,还要注意答案的不唯一性,不要漏解.
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