题目内容
如图,在平面直角坐标系xoy中,已知直线l1:y=
x与直线l2:y=-x+6相交于点M,直线l2与x轴相较于点N.
求M,N的坐标;
在矩形ABCD中,已知AB=1,BC=2,边AB在x轴上,矩形ABCD沿x轴自左向右以每秒1个
单位长度的速度移动.设矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为S.移动的时间为t(从点B与点O重合时开始计时,到点A与点N重合时计时结束)。直接写出S与自变量t之间的函数关系式(不需要给出解答过程);
在(2)的条件下,当t为何值时,S的值最大?并求出最大值.
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解:(1)解
得
。∴M的坐标为(4,2)。
在y=-x+6中令y=0得x=6,∴N的坐标为(6,0)。
(2)S与自变量t之间的函数关系式为:
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(3)当0≤t≤1时,S的最大值为
,此时t=1。
当1<t≤4时,S的最大值为
,此时t=4。
当4<t≤5时,∵
,
∴S的最大值为
,此时t=
。
当5<t≤6时,S随t的增大而减小,最大值不超过
。
当6<t≤7时,S随t的增大而减小,最大值不超过
。
综上所述,当t=
时,S的值最大,最大值为
。
【解析】一次函数综合题,平移问题,直线上点的坐标与方程的关系,一次函数和二次函数的最值。
【分析】(1)联立两直线方程即可求得M的坐标,在y=-x+6中令y=0即可求得N的坐标。
(2)先求各关键位置,自变量t的情况:
起始位置时,t=0;当点A与点O重合时,如图1,t=1;当点C与点M重合时,如图2,t=4;当点D与点M重合时,如图3,t=5;当点B与点N重合时,如图4,t=6;结束位置时,点A与点N重合,t=7。
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①当0≤t≤1时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为一三角形面积(不含t=0),三角形的底为t,高为
,∴
。
②当1<t≤4时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为一梯形面积,梯形的上底为
,下底为
,高为1。∴
。
③当4<t≤5时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为两梯形面积的和,第一个梯形的上底为
,下底为2,高为
;第二个梯形的上底为-t +6,下底为2,高为
。
∴
。
④当5<t≤6时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为一梯形面积,梯形的上底为
6-t ,下底为7-t,高为1。∴
。
⑤当6<t≤7时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为一三角形面积(不含t=7),三角形的底为7-t,高为7-t,∴
。
(3)分别讨论各分段函数的最大值而得所求。