题目内容
如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A在x轴的正半轴上,△AOB为等腰三角形,且OA=OB,过点(1)求点B坐标;
(2)点P沿折线BC-OC以每秒1个单位的速度运动,当一点停止运动时,另一点也随之停止运动.设△PQC的面积为S,运动时间为t,求S与t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,连接PQ,设PQ与OB所成的锐角为α,当α=90°-∠AOB时,求t值.(参考数据:在(3)中,
| 5 |
| 11 |
| 5 |
分析:(1)根据待定系数法求函数的解析式,可以把点B的坐标设出来,利用直线与x轴的交点坐标可以求出A点坐标,求出OA的长度,从而求出AB,根据勾股定理可以求出B点的坐标.
(2)当P、Q在运动中,分为P点在BC、OC上两种情况的面积,利用三角形相似可以用t的式子表示出△PQC的面积.
(3)在运动中当α=90°-∠AOB时,则有PQ⊥OB,PQ⊥OC两种情况,利用解直角三角形的锐角三角函数值三角形相似求出相应的t的值.
(2)当P、Q在运动中,分为P点在BC、OC上两种情况的面积,利用三角形相似可以用t的式子表示出△PQC的面积.
(3)在运动中当α=90°-∠AOB时,则有PQ⊥OB,PQ⊥OC两种情况,利用解直角三角形的锐角三角函数值三角形相似求出相应的t的值.
解答:解:(1)由题可设点B的坐标为(a,-3a+30),作BG⊥OA于G
在Rt△OBG中,由勾股定理可得:a2+(-3a+30)2=102
解得:a1=10,a2=8
当a=10时,-3a+30=0,(与A点重合,不符合题意舍去
)
当a=8时,-3a+30=6
∴B(8,6);
(2)①当0≤t<5时,如图1所示;
过点C作CF⊥OB于F,则△OCD≌△OCF.
在Rt△BCF中,由勾股定理可得:CF=3,BC=5
即OF=OD=6,CF=CD.
过点Q作QN⊥BD于N,则QN∥OD,∴△BQN∽△BDO,
∴
=
即
=
∴QN=6-
t,…1′
∴S=
(6-
t)•(5-t)即S=
t2-
t+15…1′
②当5<t≤10时,如图2所示;
过点Q作QM⊥OC于M,∵COQ=∠COD,∠CDO=∠QMO=90°,
∴△QMO∽△COD,∴
=
即
=
∴QM=
t,…1′
∴S=
×
t•(t-5)即S=
t2-
t…1′
(3)①当0≤t<5时,如图3所示:
∵α=90°-∠AOB=∠BOD,即∠PQB=∠DOB,sin∠PQB=sin∠DOB
∴
=
即
=
∴t=
②当5<t≤10时,如图4所示;
过点P作PH⊥OB于H.
∵tan∠POB=
,tan∠PQO=
,
∴可设PH=4k,QM=3k,则OH=8k,由勾股定理可求得OP=4
k
∴11k=t,k=
,∴OP=4
k=
,
又∵OP=5+3
-t
即5+3
-t=
(
=
),
∴t=
.

在Rt△OBG中,由勾股定理可得:a2+(-3a+30)2=102
解得:a1=10,a2=8
当a=10时,-3a+30=0,(与A点重合,不符合题意舍去
当a=8时,-3a+30=6
∴B(8,6);
(2)①当0≤t<5时,如图1所示;
过点C作CF⊥OB于F,则△OCD≌△OCF.
在Rt△BCF中,由勾股定理可得:CF=3,BC=5
即OF=OD=6,CF=CD.
过点Q作QN⊥BD于N,则QN∥OD,∴△BQN∽△BDO,
∴
| QN |
| OD |
| BQ |
| OB |
| QN |
| 6 |
| 10-t |
| 10 |
| 3 |
| 5 |
∴S=
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 5 |
| 3 |
| 10 |
| 9 |
| 2 |
②当5<t≤10时,如图2所示;
过点Q作QM⊥OC于M,∵COQ=∠COD,∠CDO=∠QMO=90°,
∴△QMO∽△COD,∴
| QM |
| CD |
| OQ |
| OC |
| QM |
| 3 |
| t | ||
|
∴QM=
| ||
| 5 |
∴S=
| 1 |
| 2 |
| ||
| 5 |
| ||
| 10 |
| ||
| 2 |
(3)①当0≤t<5时,如图3所示:
∵α=90°-∠AOB=∠BOD,即∠PQB=∠DOB,sin∠PQB=sin∠DOB
∴
| BP |
| QB |
| BD |
| OB |
| t |
| 10-t |
| 8 |
| 10 |
∴t=
| 40 |
| 9 |
②当5<t≤10时,如图4所示;
过点P作PH⊥OB于H.
∵tan∠POB=
| 1 |
| 2 |
| 4 |
| 3 |
∴可设PH=4k,QM=3k,则OH=8k,由勾股定理可求得OP=4
| 5 |
∴11k=t,k=
| t |
| 11 |
| 5 |
4
| ||
| 11 |
又∵OP=5+3
| 5 |
即5+3
| 5 |
4
| ||
| 11 |
| 5 |
| 11 |
| 5 |
∴t=
| 58 |
| 9 |
点评:本题是一道一次函数的综合试题,考查了待定系数法求点的坐标,勾股定理的运用,全等三角形的运用,相似三角形的运用以及锐角三角函数值.动点问题的解题的关键是动中找静止时的图象特征求解.任何运动的图象在任何一瞬间都是静止的.
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