题目内容

9.如图,在平面直角坐标系中,直线y=$\frac{1}{2}$x+2与x轴交于点A,与y轴交于点B,点C为y轴上一点,且B是线段OC的中点.
(1)求直线AC的解析式;
(2)动点P从点A出发,沿射线AO方向运动,点P的运动速度为每秒2个单位,运动时间为t,过点P作垂直于x轴的直线L分别交射线AB和射线AC于点E和点F,设线段EF的长d(d≠0),求d与t的函数关系式,并直接写出相应的自变量t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,过点B和点C分别作x轴的平等线m和n,连接PB并延长PB交直线n于点Q,点R为直线m上的任意一点,是否存在t值,使△PQR以PR为底边的等腰直角三角形,若存在,请求出t的值,并求出此时点R的坐标,若不存在,请说明理由.

分析 (1)根据直线AB的解析式求出点A、B的坐标,结合点B是线段OC的中点即可求出点C的坐标,再根据点A、C的坐标利用待定系数法即可求出直线AC的解析式;
(2)根据点P的运动规律找出点P的坐标,由此即可得出点E、F的坐标,进而即可得出d与t的函数关系式,再根据t为运动时间即可得出t的取值范围;
(3)假设存在,过点P作PM⊥n于点M,过点R作PN⊥n于点N,根据等腰直角三角形的性质结合角的计算即可证出△PQM≌△QRN,从而可得出关于t的一元一次方程,解之求出t值,进而可求出点R的坐标.

解答 解:(1)令y=$\frac{1}{2}$x+2中x=0,则y=2,
∴B(0,2);
令y=$\frac{1}{2}$x+2中y=0,则x=-4,
∴A(-4,0).
∵B是线段OC的中点,
∴C(0,4).
设直线AC的解析式为y=kx+b,
将A(-4,0)、C(0,4)代入y=kx+b中,
得:$\left\{\begin{array}{l}{-4k+b=0}\\{b=4}\end{array}\right.$,解得:$\left\{\begin{array}{l}{k=1}\\{b=4}\end{array}\right.$.
∴直线AC的解析式为y=x+4.
(2)依照题意画出图形,如图1所示.
∵动点P从点A出发,沿射线AO方向运动,点P的运动速度为每秒2个单位,运动时间为t,
∴P(2t-4,0),
∵点E在直线AB上,点F在直线AC上,且PF⊥x轴,
∴E(2t-4,t),F(2t-4,2t),
∴d=EF=2t-t=t.
∴d与t的函数关系式为d=t(t≥0).
(3)假设存在,过点P作PM⊥n于点M,过点R作PN⊥n于点N,如图所示.
∵点的坐标为(2t-4,0),
∴点Q的坐标为(4-2t,4),
∴QM=|(4-2t)-(2t-4)|.
∵△PQR以PR为底边的等腰直角三角形,
∴PQ=RQ,∠PQR=90°,
∴∠PQM=90°-∠RQN=∠QRN.
在△PQM和△QRN中,有$\left\{\begin{array}{l}{∠M=∠N=90°}\\{∠PQM=∠QRN}\\{PQ=QR}\end{array}\right.$,
∴△PQM≌△QRN,
∴QM=RN,PM=QN,
∴QM=2,QN=4,
即|(4-2t)-(2t-4)|=2,解得:t=1.5或t=2.5,
当t=1.5秒时,点R的坐标为(1+4,2),即(5,2);
由对称行可得出当t=2.5时,点R的坐标为(-1-4,2),即(-5,2).
∴存在t值,使△PQR以PR为底边的等腰直角三角形,此时t为1.5秒或2.5秒,点R的坐标为(5,2)或(-5,2).

点评 本题考查了待定系数法求函数解析式、一次函数图象上点的坐标特征以及等腰直角三角形的性质,解题的关键是:(1)利用待定系数法求出直线AC的解析式;(2)用含时间t的代数式表示出点E、F的坐标;(3)根据等腰直角三角形的性质求出t值.本题属于中档题,难度不大,解决该题型题目时,根据点的坐标利用待定系数法求出函数解析式是关键.

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