题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,菱形ABCD的边AB在x轴上,点B坐标(﹣3,0),点C在y轴正半轴上,且sin∠CBO=,点P从原点O出发,以每秒一个单位长度的速度沿x轴正方向移动,移动时间为t(0≤t≤5)秒,过点P作平行于y轴的直线l,直线l扫过四边形OCDA的面积为S.

(1)求点D坐标.

(2)求S关于t的函数关系式.

(3)在直线l移动过程中,l上是否存在一点Q,使以B、C、Q为顶点的三角形是等腰直角三角形?若存在,直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)D(5,4);(2)见解析;(3)点Q坐标为(,)或(4,1)或(1,﹣3).

【解析】

(1)在Rt△BOC中,OB=3,sin∠CBO=,设CO=4k,BC=5k,根据BC2=CO2+OB2,可得25k2=16k2+9,推出k=1或﹣1(舍弃),求出菱形的边长即可解决问题;

(2)①如图1中,当0≤t≤2时,直线l扫过的图象是四边形CCQP,S=4t;②如图2中,当2<t≤5时,直线l扫过的图形是五边形OCQTA.分别求解即可解决问题;

(3)画出符合条件的图形,分三种情形分别求解即可解决问题;

(1)在Rt△BOC中,OB=3,sin∠CBO=,设CO=4k,BC=5k,

∵BC2=CO2+OB2,

∴25k2=16k2+9,

∴k=1或﹣1(舍去),

BC=5,OC=4,

∵四边形ABCD是菱形,

∴CD=BC=5,

∴D(5,4);

(2)①如图1中,当0≤t≤2时,直线l扫过的图象是四边形CCQP,S=4t.

②如图2中,当2<t≤5时,直线l扫过的图形是五边形OCQTA.

S=S梯形OCDA﹣S△DQT=×(2+5)×4﹣×(5﹣t)×(5﹣t)=﹣t2+t﹣,

∴;

(3)如图3中,①当QB=QC,∠BQC=90°,Q(,);

②当BC=CQ′,∠BCQ′=90°时,Q′(4,1);

③当BC=BQ″,∠CBQ″=90°时,Q″(1,﹣3);

综上所述,满足条件的点Q坐标为(,)或(4,1)或(1,﹣3).

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