题目内容
考点:等边三角形的性质,坐标与图形性质,勾股定理
专题:
分析:当P、Q两点与点O或点A构成的三角形为直角三角形时,分两种情况进行讨论:(1)△OPQ为直角三角形,由于∠POQ≤60°≠90°,那么可能①∠OQP=90°;②∠OPQ=90°;(2)如果△APQ为直角三角形,那么点P不能在OB上,也不能在OA上,则只能在AB上,此时∠PAQ=60°≠90°,那么可能①∠APQ=90°;②∠AQP=90°.
解答:解:在点P、点Q的运动过程中,存在时刻t=
,使得P、Q两点与点A构成的三角形为直角三角形,理由如下:
(1)如果△OPQ为直角三角形,那么∠POQ≤60°≠90°,那么可能∠OQP=90°或者∠OPQ=90°.
①当∠OQP=90°时,点P不能在OB上(因为此时OP=2OQ与OP=4OQ矛盾),也不能在OA上,则只能在AB上,如图1,过点P作PM⊥OB于M.
∵OB+BP=4t,∴BP=4t-8,
∴BM=
BP=2t-4,PM=
BM=2
t-4
,OM=OB-BM=12-2t.
∵OQ=t,∴AQ=OA-OQ=8-t,
∴PQ=
AQ=8
-
t.
在△OQP中,∵∠OQP=90°,∴OQ2+PQ2=OP2,
∴t2+(8
-
t)2=(2
t-4
)2+(12-2t)2,
整理,得12t2-48t=0,解得t=4或0,
当t=4时,点P运动到A点,不合题意,t=0也不合题意;
②当∠OPQ=90°时,OQ>OP,点P不能在OB上,因为点Q始终在OA上运动,所以点P只能在OB上,而点P以每秒4个单位长度的速度运动,点Q以每秒1个单位长度的速度运动,所以OQ<OP,与OQ>OP矛盾;也不能在OA上;则可能在AB上,如图2.
∵OQ>OP>0,∴OQ2>OP2,
∴t2>82+(4t-8)2-2×8×(4t-8)×
,
整理,得15t2-96t+192<0,
∵△=(-96)2-4×15×192=-2304<0,
∴此时t无解,点P不能在AB上;
即∠OPQ=90°不可能;
(2)如果△APQ为直角三角形,那么点P不能在OB上,也不能在OA上,则只能在AB上,此时∠PAQ=60°≠90°,那么可能∠APQ=90°或者∠AQP=90°.
①当∠APQ=90°时,如图3.
在△APQ中,∵∠APQ=90°,∠A=60°,
∴AP=
AQ,即16-4t=
(8-t),
解得t=
.
过点P作PM⊥OB于M,由上可知
OM=12-2t=12-2×
=
,PM=2
t-4
=2
×
-4
=
,
∴点P的坐标为(-
,
);
②当∠AQP=90°时,如图1.
在△APQ中,∵∠AQP=90°,∠A=60°,
∴AQ=
AP,即8-t=
(16-4t),
解得t=0(不合题意舍去).
综上可知,点P的坐标为(-
,
).
故答案为(-
,
).
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(1)如果△OPQ为直角三角形,那么∠POQ≤60°≠90°,那么可能∠OQP=90°或者∠OPQ=90°.
∵OB+BP=4t,∴BP=4t-8,
∴BM=
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∵OQ=t,∴AQ=OA-OQ=8-t,
∴PQ=
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在△OQP中,∵∠OQP=90°,∴OQ2+PQ2=OP2,
∴t2+(8
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整理,得12t2-48t=0,解得t=4或0,
当t=4时,点P运动到A点,不合题意,t=0也不合题意;
∵OQ>OP>0,∴OQ2>OP2,
∴t2>82+(4t-8)2-2×8×(4t-8)×
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整理,得15t2-96t+192<0,
∵△=(-96)2-4×15×192=-2304<0,
∴此时t无解,点P不能在AB上;
即∠OPQ=90°不可能;
(2)如果△APQ为直角三角形,那么点P不能在OB上,也不能在OA上,则只能在AB上,此时∠PAQ=60°≠90°,那么可能∠APQ=90°或者∠AQP=90°.
①当∠APQ=90°时,如图3.
在△APQ中,∵∠APQ=90°,∠A=60°,
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解得t=
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过点P作PM⊥OB于M,由上可知
OM=12-2t=12-2×
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∴点P的坐标为(-
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②当∠AQP=90°时,如图1.
在△APQ中,∵∠AQP=90°,∠A=60°,
∴AQ=
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解得t=0(不合题意舍去).
综上可知,点P的坐标为(-
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故答案为(-
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点评:本题结合动点问题主要考查了等边三角形的性质,解直角三角形等知识,有一定难度.利用数形结合、分类讨论是解题的关键.
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