题目内容
如图,菱形OABC在平面直角坐标系中,点C的坐标为(3,4),点A在x轴的正半轴上,直线AC交y轴于点D.动点P从A出发,以每秒2个单位的速度沿折线A-B-C向点C匀速运动,同时点Q从点D出发,以每秒
个单位的速度沿D
A向点A匀速运动;设点P、Q运动时间为t(秒)
(1)求点A的坐标;
(2)求△PCQ的面积S(S≠0)与运动时间t的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)过点P作PH⊥AD于H,试求点P在运动的过程中t为何值时,tan∠PQH=
?
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(1)求点A的坐标;
(2)求△PCQ的面积S(S≠0)与运动时间t的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)过点P作PH⊥AD于H,试求点P在运动的过程中t为何值时,tan∠PQH=
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(1)∵点C的坐标为(3,4),
∴OC=
=5,
又∵四边形OABC为菱形,
∴OA=OC=5,
∴点A的坐标为(5,0);
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,
把A(5,0)和点C(3,4)分别代入得,5k+b=0,3k+b=4,解得k=-2,b=10,
∴OD=10,
∴AD=
=5
,
延长BC交OD于M,则CM=3,OM=4,
∴DM=10-4=6,
DC=
=3
;
①当点P在线段AB上,Q在线段CD上,
PA=2t,DQ=
t,CQ=3
-
t,
过点P作PH⊥AD于H,如图,
∵四边形OABC为菱形,
∴∠PAH=∠OAD,
∴Rt△PHA∽Rt△DOA,
∴PH:OD=AH:OA=PA:AD,即PH:10=AH:5=2t:5
,
∴PH=
t,AH=
t,
∴S=
QC•PH=
•(3
-
t)•
t=-2t2+6t(0<t≤2.5)
②当点P在线段BC上,Q在线段CD上,
PC=10-2t,
过点P作PH⊥AD于H,如图,
易证Rt△PCH∽Rt△DAO,
∴PH:OD=CH:OA=PC:AD,即PH:10=CH:5=(10-2t):5
,
∴PH=4
-
t,CH=2
-
t,
∴S=
PH•CQ=
•(4
-
t)•(3
-
t)=2t2-16t+30(2.5<t<3);
③当点P在线段BC上,Q在线段CA上,
过点P作PH⊥AD于H,如图,
由②知PH=4
-
t,
∴S=
PH•CQ=
•(4
-
t)•(
t-3
)=-2t2+16t-30(3<t<5);
(3)当0<t≤2.5,
∵PH=
t,AH=
t,
∴QH=5
-
t-
t=5
-
t,
∵tan∠PQH=
,
∴PH:QH=
∴OC=
| 32+42 |
又∵四边形OABC为菱形,
∴OA=OC=5,
∴点A的坐标为(5,0);
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,
把A(5,0)和点C(3,4)分别代入得,5k+b=0,3k+b=4,解得k=-2,b=10,
∴OD=10,
∴AD=
| 102+52 |
| 5 |
延长BC交OD于M,则CM=3,OM=4,
∴DM=10-4=6,
DC=
| 62+32 |
| 5 |
①当点P在线段AB上,Q在线段CD上,
PA=2t,DQ=
| 5 |
| 5 |
| 5 |
过点P作PH⊥AD于H,如图,
∵四边形OABC为菱形,
∴∠PAH=∠OAD,
∴Rt△PHA∽Rt△DOA,
∴PH:OD=AH:OA=PA:AD,即PH:10=AH:5=2t:5
| 5 |
∴PH=
4
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2
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∴S=
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| 2 |
| 1 |
| 2 |
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4
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②当点P在线段BC上,Q在线段CD上,
PC=10-2t,
过点P作PH⊥AD于H,如图,
易证Rt△PCH∽Rt△DAO,
∴PH:OD=CH:OA=PC:AD,即PH:10=CH:5=(10-2t):5
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∴PH=4
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4
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2
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∴S=
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| 1 |
| 2 |
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4
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③当点P在线段BC上,Q在线段CA上,
过点P作PH⊥AD于H,如图,
由②知PH=4
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∴S=
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| 1 |
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4
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(3)当0<t≤2.5,
∵PH=
4
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2
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∴QH=5
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2
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7
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∵tan∠PQH=
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∴PH:QH=
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