题目内容

如图①,A、D分别在x轴和y轴上,CD∥x轴,BC∥y轴.点P从D点出发,以1cm/s的速度,沿五边形OABCD的边匀速运动一周.记顺次联结P、O、D三点所围成图形的面积为Scm2,点P运动的时间为t s.已知S与t之间的函数关系如图②中折线段OEFGHI所示.

阅读理解,并回答下列问题:
(1)从图②点E可以看出刚开始的时候,随着点P的运动,面积S并没有发生变化,由此可以判断点P的运动方向为
 
(填入顺时针或逆时针)
(2)从图②点F(6,4)可以得到:OD+OA=6;
1
2
OD×OA=4,且OD>3.由此可以得到OD、OA的长度,进一步分析,可以求得A、B两点的坐标:A(
 
,
 
)、B(
 
,
 
);
(3)探究1:是否存在某一时刻,直线PD将五边形OABCD分成周长相等的两部分?如果存在,简要说明这时点P的坐标;如果不存在,说明理由.
(4)探究2:是否存在某一时刻,直线PD将五边形OABCD分成面积相等的两部分?如果存在,求出直线PD的函数解析式;如果不存在,说明理由.
考点:一次函数综合题
专题:
分析:(1)根据从图②点E可以看出刚开始的时候,随着点P的运动,面积S并没有发生变化,故点P在OD上,由此即可得出结论;
(2)先连接AD,设点A的坐标为(a,0),由图2得出DO=6-AO和S△AOD=4,即可得出
1
2
DO•AO=4,从而得出a的值,再根据图2得出A的坐标,再延长CB交x轴于M,根据D点的坐标得出AB=5cm,CB=1cm,即可求出AM=
AB2-MB2
=4,从而得出点B的坐标;
(3)先根据ABCD的坐标求出AB,BC,CD,OD,OA的长,进而可判断出P点的位置,过点P作PK⊥x轴,根据相似三角形的性质可得出PK的长,进而得出P点坐标;
(4)先设点P(x,y),连PC、PO,得出S四边形DPBC的面积,再进行整理,即可得出x与y的关系,再由A,B点的坐标,求出直线AB的函数关系式,从而求出x、y的值,即可得出P点的坐标,再设直线PD的函数关系式为y=kx+4,求出K的值,即可得出直线PD的函数关系式.
解答:解:(1)∵从图②点E可以看出刚开始的时候,随着点P的运动,面积S并没有发生变化,
∴点P在OD上,
∵点P从D点出发,以1cm/s的速度沿五边形OABCD的边匀速运动一周,
∴点P的运动方向为逆时针.
故答案为:逆时针;

(2)连接AD,设点A的坐标为(a,0),
由图2知,DO+OA=6cm,则DO=6-AO=6-a,
由图2知S△AOD=4,
∴
1
2
DO•AO=
1
2
a(6-a)=4,
整理得:a2-6a+8=0,
解得a=2或a=4,
由图2知,DO>3,
∴AO<3,
∴a=2,
∴A的坐标为(2,0),
D点坐标为(0,4),
在图1中,延长CB交x轴于M,
由图2,知AB=5cm,CB=1cm,
∴MB=3,
∴AM=
AB2-MB2
=4.
∴OM=6,
∴B点坐标为(6,3).
故答案为:(2,0 )、( 6,3 );

(3)存在.
理由:∵由(1)知,A(2,0),B(6,3),D(0,4),
∴C(6,4),
∴OA=2,AB=5,BC=1,CD=6,OD=4,
∴五边形OABCD的周长=2+5+1+6+4=18,
∵直线PD将五边形OABCD分成周长相等的两部分,
∴点P在线段AB上,且距点B2个单位长度,
∴AP=3,
∴
AP
AB
=
PK
BM
,即
3
5
=
PK
3
,解得PK=
9
5
,
∴AK=
AP2-PK2
=
32-(
9
5
)
2
=
12
5
,
∵OA=2,
∴OK=2+
12
5
=
22
5
,
∴P(
22
5
,
9
5
);

(4)存在.
理由:如图3,∵P在OA、BC、CD上时,直线PD都不能将五边形OABCD分成面积相等的两部分,
∴只有点P一定在AB上时,才能将五边形OABCD分成面积相等的两部分,
设点P(x,y),连PC、PO,则
S四边形DPBC=S△DPC+S△PBC=
1
2
S五边形OABCD=
1
2
(S矩形OMCD-S△ABM)=9,
∴
1
2
6×(4-y)+
1
2
×1×(6-x)=9,
即x+6y=12,
同理,由S四边形DPAO=9可得2x+y=9,
由
x+6y=12
2x+y=9
,
解得x=
42
11
,y=
15
11
.
∴P(
42
11
,
15
11
),
设直线PD的函数关系式为y=kx+4(k≠0),
则
15
11
=
42
11
k+4,
∴k=-
29
42
,
∴直线PD的函数关系式为y=-
29
42
x+4.
点评:本题考查的是一次函数综合题,涉及到动点问题的函数图象,解题的关键是根据题意设出函数关系式,是难点,也是中考的重点,需熟练掌握.
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