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
5
个单位的速度沿DA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=
1
4
?
(1)∵点C的坐标为(3,4),
∴OC=
32+42
=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=
102+52
=5
5
,
延长BC交OD于M,则CM=3,OM=4,
∴DM=10-4=6,
DC=
62+32
=3
5
;
①当点P在线段AB上,Q在线段CD上,
PA=2t,DQ=
5
t,CQ=3
5
-
5
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
5
,
∴PH=
4
5
5
t,AH=
2
5
5
t,
∴S=
1
2
QC•PH=
1
2
•(3
5
-
5
t)•
4
5
5
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
5
,
∴PH=4
5
-
4
5
5
t,CH=2
5
-
2
5
5
t,
∴S=
1
2
PH•CQ=
1
2
•(4
5
-
4
5
5
t)•(3
5
-
5
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
5
-
4
5
5
t,
∴S=
1
2
PH•CQ=
1
2
•(4
5
-
4
5
5
t)•(
5
t-3
5
)=-2t2+16t-30(3<t<5);

(3)当0<t≤2.5,
∵PH=
4
5
5
t,AH=
2
5
5
t,
∴QH=5
5
-
5
t-
2
5
5
t=5
5
-
7
5
5
t,
∵tan∠PQH=
1
4
,
∴PH:QH=
4
5
t
5
5
练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网