题目内容

12.在平面直角坐标系中,点B(m,n)且m、n满足(m+2)2+|n+4|=0,点A与点B关于y轴对称,平面内有一点C,连接AC,AC∥y轴,且A、C两点间的距离为6.
(1)求C点坐标;
(2)当线段AC与x轴有一交点时,交点为M,点P以每秒1个单位长度的速度从点A沿线段AC向C点运动,若P出发了t秒钟,连接0P、BP,探究∠M0P、∠0PB、∠PBA的数量关系,并写出t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,点Q同时以每秒3个单位长度的速度从点B出发,沿BA→AC运动(其中一点停止运动时,另一个点也停止运动),当t为何值时,P、Q两点路径相距2个单位长度时,并求点O、B、P、Q构成的四边形面积.

分析 (1)先根据非负数的性质求得m=-2,n=-4,从而得到点B和点A的坐标,设C点为(2,x),则|x-(-4)|=6从而可求得x=2或x=-10,故此可得到C点坐标为(2,2)或(2,-10);
(2)如图1所示:当点P在线段AM上时,过点P作PD⊥y轴.先证明AB∥DP∥x轴,由平行线的性质可得到∠OPB=∠MOP+∠PBA;如图2所示,点P在线段CM上时,由三角形的外角的性质和平行线的性质可证明:∠OPB+∠MOP=∠PBA;
(3)由P、Q两点路径相距2个单位长度可求得3t+2=4+t或3t-t=6,从而可解得:t=1或t=3,然后根据t=1或t=3画出图形,从而可求得四边形OBPQ面积.

解答 解:(1)∵(m+2)2+|n+4|=0,
∴m=-2,n=-4.
∴点B的坐标为(-2,-4).
∵点A与点B关于y轴对称,
∴点A的坐标为(2,-4).
又∵AC∥y轴,
∴点C横坐标与A点相同.
设C点为(2,x),则|x-(-4)|=6.
解得:x=2或x=-10.
∴C点坐标为(2,2)或(2,-10).
(2)如图1所示:当点P在线段AM上时,过点P作PD⊥y轴.

∵点B与点A关于y轴对称,
∴BA⊥y.
∴AB∥DP∥x轴.
∴∠MOP=∠OPD,∠DPB=∠PBA.
∴∠OPB=∠MOP+∠PBA.
∵AM=4.
∴0≤t≤4.
如图2所示,点P在线段CM上时.

由三角形的外角的性质可知:∠OPB+∠MOP=∠PEM.
∵OM∥AB,
∴∠PEM=∠PBA.
∴∠OPB+∠MOP=∠PBA.
当点P在MC上时,4<t≤6.
综上所述,当0≤t≤4时,∠OPB=∠MOP+∠PBA;当4<t≤6时,∠OPB+∠MOP=∠PBA.
(3)∵P、Q两点路径相距2个单位长度,
∴3t+2=4+t或3t-t=6.
解得:t=1或t=3.
当t=1时,如图3所示:

根据题意可知:BQ=3,AP=1,PM=3,OM=2.
∴S四边形OBQP=S梯形OMAB-S△OMP-S△PQA
=$\frac{1}{2}×(2+4)×4$-$\frac{1}{2}×2×3-\frac{1}{2}×1×1$
=12-3-$\frac{1}{2}$
=8$\frac{1}{2}$.
当t=3时,如图4所示;

根据题意可知;PM=QM=1,PA=3,
∴S△OQM=S△OPM.
∴S四边形OBQP=S梯形OBAM-S△BAP=$\frac{1}{2}×(4+2)×4-\frac{1}{2}×4×3$=12-6=6.

点评 本题主要考查的是非负数的性质、平行线的性质、三角形的外角的性质、梯形、三角形的面积公式的应用,求得t=1或t=3时P、Q两点路径相距2个单位长度是解题的关键.

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