题目内容

如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC=10cm,∠ABC=30°,以BC所在直线为x轴,以BC边上的高所在的直线为y轴建立平面直角坐标系.
(1)求直线AC的解析式;
(2)有一动点P以1cm/s的速度从点B开始沿x轴向其正方向运动,设点P的运动为t秒(单位:s).①当t为何值时,△ABP是直角三角形;②现有另一点Q与点P同时从点B开始,以1cm/s的速度从点B开始沿折线BAC运动,当点Q到达点C时,P、Q两点同时停止运动.试写出△BPQ的面积S关于t的函数解析式,并写出自变量的取值范围.
(1)∵AB=AC=10cm,∠ABC=30°,
∴OA=5cm,BO=CO=5
3
cm,
∴点A的坐标为(0,5),点C的坐标为(5
3
,0),
设直线AC的解析式为y=kx+b,
将点A、点C的坐标代入可得:
5
3
k+b=0
b=5
,
解得:
k=-
3
3
b=5

故直线AC的解析式为:y=-
3
3
x+5;
(2)

①当∠APB=90°时,点P与点O重合时,此时BP=5
3
,
即可得t=5
3
;
当∠BAP=90°时,点P位于P1处,
此时BP1=
AB
cos∠ABO
=
20
3
3
,
即可得t=
20
3
3
.
综上可得当t=5
3
或
20
3
3
时,△ABP为直角三角形.
②当点Q位于AB段时,0<t<10,

过点Q作QD⊥OB于点D,BQ=t,BP=t,∠ABO=30°,
则QD=
1
2
BQ=
1
2
t
此时S△BPQ=
1
2
BP×QD=
1
2
t×
1
2
t=
1
4
t2;
当点Q位于AC段时,10≤t<20,

此时BP=t,CQ=20-t,∠ACO=30°,
则QD=
1
2
CQ=
1
2
(20-t)=10-
1
2
t,
S△BPQ=
1
2
BP×QD=
1
2
t×(10-
1
2
t)=-
1
4
t2+5t.
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