题目内容

8.如图,直线y=-x+8与x轴、y轴交于A、B两点,点P、点Q同时从点O出发,分别以每秒3个单位和每秒4个单位的速度沿x轴、y轴方向移动,连接PQ.设移动的时间为t秒(0<t<2),以点P为中心,顺时针旋转△POQ,使旋转后的△O′PQ′的边PQ′恰好落在x轴上.
(1)当点Q′与点A重合时,求此时的t的值;
(2)设△O′PQ′与△ABO重叠部分的面积为S,求S与t的函数关系式,并直接写出t的取值范围.

分析 (1)点Q′与点A重合即OP+PQ=OA,据此即可列方程求解;
(2)当0<t≤1时,重合部分就是△△O′PQ′,根据三角形的面积公式即可直接求解;然后求得当O'正好在AB上时t的值,然后分大于这个值和小于这个值两种情况进行讨论.

解答 解:(1)在y=-x+8中,令y=0,解得:x=8,即A的坐标是(8,0),OA=8.
在直角△OPQ中,OQ=4t,OP=3t,
则PQ=$\sqrt{O{P}^{2}+O{Q}^{2}}$=$\sqrt{(4t)^{2}+(3t)^{2}}$=5t,
根据题意得:3t+5t=8,
解得:t=1.
即t=1时,点Q′与点A重合;
(2)当0<t≤1时,重合部分就是△△O′PQ′即△OPQ,则y=$\frac{1}{2}$×3t×4t=6t2;
当O'正好在AB上时,如图1.
Q'O'=4t,O'P=3t,PQ'=5t,
作O'C⊥x轴于点C.
则O'C=$\frac{PQ'•O'P}{PQ'}$=$\frac{12}{5}$t.
PC=$\frac{9}{5}$t.OC=3t+$\frac{9}{5}$t=$\frac{24}{5}$t.
故O'的坐标是($\frac{24}{5}$t,$\frac{12}{5}$t).
把O'的坐标是($\frac{24}{5}$t,$\frac{12}{5}$t)代入y=-x+8得:$\frac{12}{5}$t=-$\frac{24}{5}$t+8,
解得:t=$\frac{10}{9}$.
当1<t<$\frac{10}{9}$时,如图2设O'Q'交AB于点D.
Q'的坐标是(8t,0),O'的坐标是($\frac{24}{5}$t,$\frac{12}{5}$t).
设O'Q'的解析式是y=kx+b.
则$\left\{\begin{array}{l}{8tk+b=0}\\{\frac{24}{5}tk+b=\frac{12}{5}t}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{k=-\frac{3}{4}}\\{b=6t}\end{array}\right.$,
则函数的解析式是:y=-$\frac{3}{4}$x+6t.
解方程组$\left\{\begin{array}{l}{y=-x+8}\\{y=-\frac{3}{4}x+6t}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{x=32-24t}\\{y=24t-24}\end{array}\right.$.
即D的坐标是(32-24t,24t-24).
则S=S△PO'Q'-S△AQ'D=6t2-$\frac{1}{2}$(8t-8)(24t-24),即y=-90t2+192t-96;
当$\frac{10}{9}$≤t<2时,如图3.
设PO'和AB相交于点E.
设PO'的解析式是:y=mx+n,
则$\left\{\begin{array}{l}{3mt+n=0}\\{\frac{24}{5}mt+n=\frac{12}{5}t}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{m=\frac{4}{3}}\\{n=-4t}\end{array}\right.$,
则PO'的解析式是:y=$\frac{4}{3}$x-4t.
解方程组$\left\{\begin{array}{l}{y=-x+8}\\{y=\frac{4}{3}x-4t}\end{array}\right.$得:$\left\{\begin{array}{l}{x=\frac{12t+24}{7}}\\{y=\frac{32-12t}{7}}\end{array}\right.$.
即E的坐标是($\frac{12t+24}{7}$,$\frac{32-12t}{7}$).
PA=8-3t,
则S=$\frac{1}{2}$(8-3t)×$\frac{32-12t}{7}$,即S=$\frac{2}{7}$(8-3t)2.

点评 本题是二次函数与三角形的面积公式相结合的题目,关键是求得当O'正好在AB上时t的值,正确进行讨论.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网