题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴,y轴分别交于A(12,0),B(0,16),点C从B点出发向y轴负方向以每秒2个单位的速度运动,过点C作CE⊥AB于点E,点D为x轴上动点,连结CD,DE,以CD,DE为边作CDEF.设运动时间为t秒.

(1)求点C运动了多少秒时,点E恰好是AB的中点?

(2)当t=4时,若CDEF的顶点F恰好落在y轴上,请求出此时点D的坐标;

(3)点C在运动过程中,若在x轴上存在两个不同的点D使CDEF成为矩形,求出满足条件的t的取值范围.

【答案】(1)点C运动了6.25秒时,点E恰好是AB的中点;(2)D(,0);(3)

【解析】

(1)在Rt△AOC中,利用勾股定理构建方程即可解决问题;
(2求出直线CE解析式,利用方程组确定点E坐标即可解决问题;
(3)求出两个特殊位置的时间t即可解决问题.①当点C在y轴的正半轴上时,设以EC为直径的⊙P与x轴相切于点D,作ER⊥OA于R.求出此时的时间t;
②当点C′在y轴的负半轴上时,设以E′C′为直径的⊙P′与x轴相切于点D′,作E′K⊥OA于K.求出此时的时间t;

(1)根据题意知BC=2t、BO=16、OA=12,则OC=16﹣2t,

∵CE⊥AB且E为AB中点,∴CB=CA=2t,

在Rt△AOC中,由OC2+OA2=AC2可得(16﹣2t)2+122=(2t)2,解得:t=6.25,

即点C运动了6.25秒时,点E恰好是AB的中点;

(2)如图1中, 当t=4时,BC=OC=8,∵A(12,0),B(0,16),

∴直线AB的解析式为y=﹣x+16,∵CE⊥AB,C(0,8),∴直线CE的解析式为y=x+8,,解得,∴E( ,),∵点F在y轴上,∴DE∥y轴,∴D(,0).

(3)如图2中,

①当点C在y轴的正半轴上时,设以EC为直径的⊙P与x轴相切于点D,作ER⊥OA于R.

根据PD=(OC+ER),可得: t= [16﹣2t+(20﹣t)×],解得t=.

②当点C′在y轴的负半轴上时,设以E′C′为直径的⊙P′与x轴相切于点D′,作E′K⊥OA于K.

根据P′D′=(OC′+E′K),可得: t= [2t﹣16+(t﹣20)×],解得t=,

综上所述,点C在运动过程中,若在x轴上存在两个不同的点D使CDEF成为矩形,满足条件的t的取值范围为<t<.

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