题目内容
15.如图1,矩形OABC的边OA、OC分别在坐标轴上,B点坐标(1,$\sqrt{3}$),矩形O′A′B′C′是矩形OABC绕B点逆时针旋转得到的,O′点恰好在x轴的坐标轴上,O′A′交BC于点D.(1)直接填空:①O′的坐标为(2,0);②△O′DB的形状是等腰三角形;
(2)如图2,连接O′B将△O′BC′沿x轴负半轴以每秒1个单位长度的速度向左平移,得到△O′B′C′,当C′运动到y轴上时停止平移.设△O′B′C′与矩形OABC重叠部分的面积为S,运动时间为t秒(t>0),请直接写出S与t的函数关系式,并写出t的取值范围;
(3)如图3,延长BC到点M,使CM=1,在直线A′O′上是否存在点P,使得△POM是以线段OM为直角边的直角三角形?若存在,请求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
分析 (1)根据等腰三角形三线合一以及全等三角形的性质即可解决问题.
(2)分四种情形)①如图2中,当0<t≤1时,重叠部分是△MNB′,②如图3中,当1<t$≤\frac{3}{2}$时,重叠部分是五边形MNHGO′,③如图4中,当$\frac{3}{2}$<t≤2时,重叠部分是四边形MNC′O′,④如图5中,当2<t≤$\frac{5}{2}$时,重叠部分是△MNC′,分别求解即可.
(3)分两种情形讨论即可如图6中,①当∠POM=90°时,②当∠OMP′=90°时.
解答 解:(1)①连接OB、O′B,
则OB=O′B,
∵四边形OABC矩形,
∴BC⊥OC,
∴CO=CO′,
∵B点坐标(1,$\sqrt{3}$),
∴OC=1,
∴O′C=1,
∴O′(2,0);
②如图1中,△O′DB是等腰三角形,![]()
理由是:∵∠A′=∠BCO′=90°,∠A′DB=∠CDO′,A′B=O′C,
∴△BA′D≌△O′CD,
∴BD=DO′,
∴△O′DB是等腰三角形;
故答案为(2,0),等腰三角形.
(2)①如图2中,当0<t≤1时,重叠部分是△MNB′,![]()
S=$\frac{1}{2}$×$\frac{2\sqrt{3}}{3}$t•t=$\frac{\sqrt{3}}{3}$t2.
②如图3中,当1<t$≤\frac{3}{2}$时,重叠部分是五边形MNHGO′,![]()
S=S△A′O′C′-S△A′GH-S△MNC′=$\frac{\sqrt{3}}{2}$-$\frac{1}{2}$×2×$\frac{\sqrt{3}}{3}$(t-1)2-$\frac{1}{2}$×[1-2(t-2)]×$\frac{\sqrt{3}}{3}$[1-2(t-2)]=-$\sqrt{3}$t2+4$\sqrt{3}$t-4$\sqrt{3}$.
③如图4中,当$\frac{3}{2}$<t≤2时,重叠部分是四边形MNC′O′,![]()
S=S△O′B′C′-S△MNB′=$\frac{\sqrt{3}}{2}$-$\frac{1}{2}$×2×$\frac{\sqrt{3}}{3}$(t-1)2=-$\frac{\sqrt{3}}{3}$t2+$\frac{2\sqrt{3}}{3}$t+$\frac{\sqrt{3}}{6}$.
④如图5中,当2<t≤$\frac{5}{2}$时,重叠部分是△MNC′,![]()
S=$\frac{1}{2}$×[1-2(t-2)]×$\frac{\sqrt{3}}{3}$[1-2(t-2)]=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$t2-$\frac{10\sqrt{3}}{3}$t+$\frac{25\sqrt{3}}{6}$.
综上所述S=$\left\{\begin{array}{l}{\frac{\sqrt{3}}{3}{t}^{2}}&{(0<t≤1)}\\{-\sqrt{3}{t}^{2}+4\sqrt{3}t-4\sqrt{3}}&{(1<t≤\frac{3}{2})}\\{-\frac{\sqrt{3}}{3}{t}^{2}+\frac{2\sqrt{3}}{3}t+\frac{\sqrt{3}}{6}}&{(\frac{3}{2}<t≤2)}\\{\frac{2\sqrt{3}}{2}{t}^{2}-\frac{1=\sqrt{3}}{3}t+\frac{25\sqrt{3}}{6}}&{(2<t≤\frac{5}{2})}\end{array}\right.$.
(3)如图6中,存在.![]()
①当∠POM=90°时,∵OC=CM=1,
∴∠COM=45°=∠POC,
∴直线OP解析式为y=x,
∵直线OA的解析式为y=-$\frac{\sqrt{3}}{3}$x+$\frac{2\sqrt{3}}{3}$,
由$\left\{\begin{array}{l}{y=x}\\{y=-\frac{\sqrt{3}}{3}x+\frac{2\sqrt{3}}{3}}\end{array}\right.$解得$\left\{\begin{array}{l}{x=\sqrt{3}-1}\\{y=\sqrt{3}-1}\end{array}\right.$,
∴点P坐标为($\sqrt{3}$-1,$\sqrt{3}$-1).
②当∠OMP′=90°时,易知P′与O′重合,
此时点P′坐标(2,0),
综上所述点P坐标为(2,0)或($\sqrt{3}$-1,$\sqrt{3}$-1).
点评 本题考查四边形综合题、全等三角形的判定和性质、一次函数、矩形的性质、等腰三角形的性质等知识,解题的关键是学会画好图形,学会分类讨论,注意自变量的取值范围,不能漏解,属于中考压轴题.
| A. | $\frac{3}{7}$ | B. | $\frac{2}{3}$ | C. | $\frac{18}{13}$ | D. | $\frac{18}{7}$ |