题目内容
如图,P为正方形ABCD的对称中心,A(0,3),B(1,0),直线OP交AB于N,DC于M,点H从原点O出发沿x轴的正半轴方向以1个单位每秒速度运动,同时,点R从| 2 |
(1)C的坐标为
(2)当t为何值时,△ANO与△DMR相似?
(3)△HCR面积S与t的函数关系式;并求以A、B、C、R为顶点的四边形是梯形时S的值.
分析:(1)过C作CE⊥x轴于E,易证得△ABO≌△BCE,可得AO=BE、OB=CE,由此求出点C的坐标.
(2)RH∥y轴,即R、H的横坐标相同;
由于AB∥CD,得∠DMR=∠ANO,若△ANO与△DMR相似,则:
由于直线OP经过正方形的对称中线,因此OP平分∠AOB,即∠AOP=45°,由于AB∥CD,故∠ANO=∠DMO,若△ANO与△DMR相似,则有两种情况:
①∠DRM=45°,此时DR∥y轴,即点R、D、H的横坐标都相同,由此求出点H的坐标;
②∠RDM=45°,此时R、P重合,因此R、H的横坐标相同,由此求出点H的坐标.
(3)①首先用t表示出PH的长,由于PH与y轴平行,可以PH为底、H、C的横坐标差的绝对值为高求出S的表达式,即可得S、t的函数关系式;要注意的是在表示高的过程中,要分H在C点左侧和H点在C点右侧两种情况讨论.
②此题应分三种情况讨论:
一、CR∥AB,此时R、M重合,可求出直线CD的解析式,联立直线OP的解析式,即可求得M点(即R)的坐标,进而得到H点坐标和t的值,然后再将t代入①的函数解析式中即可得到S的值;
二、AR∥BC,三、BR∥AC,解法同上.
(2)RH∥y轴,即R、H的横坐标相同;
由于AB∥CD,得∠DMR=∠ANO,若△ANO与△DMR相似,则:
由于直线OP经过正方形的对称中线,因此OP平分∠AOB,即∠AOP=45°,由于AB∥CD,故∠ANO=∠DMO,若△ANO与△DMR相似,则有两种情况:
①∠DRM=45°,此时DR∥y轴,即点R、D、H的横坐标都相同,由此求出点H的坐标;
②∠RDM=45°,此时R、P重合,因此R、H的横坐标相同,由此求出点H的坐标.
(3)①首先用t表示出PH的长,由于PH与y轴平行,可以PH为底、H、C的横坐标差的绝对值为高求出S的表达式,即可得S、t的函数关系式;要注意的是在表示高的过程中,要分H在C点左侧和H点在C点右侧两种情况讨论.
②此题应分三种情况讨论:
一、CR∥AB,此时R、M重合,可求出直线CD的解析式,联立直线OP的解析式,即可求得M点(即R)的坐标,进而得到H点坐标和t的值,然后再将t代入①的函数解析式中即可得到S的值;
二、AR∥BC,三、BR∥AC,解法同上.
解答:
解:(1)过C作CE⊥x轴于E;
由于四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°;
易证得△ABO≌△BCE,
则AO=BE=3,OB=CE=1,
∴C(4,1);(2分)
同理可求,D(3,4).
(2)由于P是正方形的对称中心,由A(0,3),C(4,1),
可得P(2,2);
则∠MOE=45°,又OR=
t,OH=t,所以RH∥y轴,即R、H的横坐标相同;
由于AB∥CD,得∠DMR=∠ANO,若△ANO与△DMR相似,则:
①当∠MDR=45°时,R、P重合,此时R(2,2),故t=2,点H(2,0);
②当∠DRM=45°时,DR∥y轴,此时R(3,3),故t=3,点H(3,0);
所以当t=2或t=3时,△ANO与△DMR相似.
(3)①分两种情况:
一、0<t≤4,H在E点左侧;
易知RH=t,HE=4-t,故S=
RH•HE=
t(4-t)=-
t2+2t;
二、t>4,H在E点右侧;
易知RH=t,HE=t-4,故S=
RH•HE=
t(t-4)=
t2-2t;
②若以A、B、C、R为顶点的四边形是梯形,分三种情况:
一、CR∥AB;此时R、M重合,
由C(4,1),D(3,4),可求得直线CD:y=-3x+13;
当x=y时,-3x+13=x,解得x=
;
即M(即R)点横坐标为
,H(
,0);
故t=
,代入S=-
t2+2t(0<t≤4)可得S=
;
同理可求得:
二、AR∥BC时,t=
,S=
;
三、BR∥AC时,t=
,S=
;
综合①②可得:
S=-
t2+2t(0<t≤4);(1分)S=
t2-2t(t>4).
当CR∥AB时,t=
,(1分)S=
;
当AR∥BC时,t=
,S=
;
当BR∥AC时,t=
,S=
.
由于四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°;
易证得△ABO≌△BCE,
则AO=BE=3,OB=CE=1,
∴C(4,1);(2分)
同理可求,D(3,4).
(2)由于P是正方形的对称中心,由A(0,3),C(4,1),
可得P(2,2);
则∠MOE=45°,又OR=
| 2 |
由于AB∥CD,得∠DMR=∠ANO,若△ANO与△DMR相似,则:
①当∠MDR=45°时,R、P重合,此时R(2,2),故t=2,点H(2,0);
②当∠DRM=45°时,DR∥y轴,此时R(3,3),故t=3,点H(3,0);
所以当t=2或t=3时,△ANO与△DMR相似.
(3)①分两种情况:
一、0<t≤4,H在E点左侧;
易知RH=t,HE=4-t,故S=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
二、t>4,H在E点右侧;
易知RH=t,HE=t-4,故S=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
②若以A、B、C、R为顶点的四边形是梯形,分三种情况:
一、CR∥AB;此时R、M重合,
由C(4,1),D(3,4),可求得直线CD:y=-3x+13;
当x=y时,-3x+13=x,解得x=
| 13 |
| 4 |
即M(即R)点横坐标为
| 13 |
| 4 |
| 13 |
| 4 |
故t=
| 13 |
| 4 |
| 1 |
| 2 |
| 39 |
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同理可求得:
二、AR∥BC时,t=
| 9 | ||||
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| 9 | ||||
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三、BR∥AC时,t=
| 1 | ||||
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| 11 | ||||
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综合①②可得:
S=-
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
当CR∥AB时,t=
| 13 | ||||
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| 39 | ||||
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当AR∥BC时,t=
| 9 | ||||
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| 9 | ||||
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当BR∥AC时,t=
| 1 | ||||
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| 11 | ||||
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点评:此题主要考查了正方形的性质,全等三角形、相似三角形的判定和性质,梯形的判定,图形面积的求法等知识,同时还考查了分类讨论思想在动点问题中的应用,难度较大.
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