题目内容
6.已知直线y=$\frac{4}{3}$x+8交x轴于A点,交y轴于B点,点C为OB的中点,点D在第二象限,且四边形AOCD为长方形.(1)点D的坐标为(-6,4);点E的坐标为(-3,4).
(2)设直线AB与CD相交于点E,动点P从A点出发,以每秒2个单位长度的速度,沿AO、OC向点C作匀速运动,设点P的运动时间为t秒,
①△PAE的面积为S,请求出S关于t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围;
②在动点P从A出发的同时,动点Q从C点出发,以每秒1个单位长度的速度,沿CE向点E作匀速运动,当P、Q中的一点到达终点后,该点停止运动,另一点继续运动,直至到达终点,整个运动停止.问:是否存在这样的t,使得直线PQ将四边形AOCE的面积分成1:3两部分?若存在,请求出所有符合条件的t的值;若不存在,请说明理由.
分析 (1)先求出点A、B的坐标,由C为OB的中点,C的坐标,E为AB的中点,再求出CE为△OAB的中位线,得出CE=$\frac{1}{2}$OA=$\frac{1}{2}$CD=3,即可;
(2)①分点P在OA和OC上,利用面积的差即可得出结论;
②分三种情况:Ⅰ、当0<t<3时,由题意得出关于t的方程,解方程即可;
Ⅱ、当t=3时,由△EOC的面积=$\frac{1}{2}$×3×4=6≠18×$\frac{1}{4}$,得出t≠3;
Ⅲ、当3<t≤5时,Q停止运动,OP=2t-6,得出CP=10-2t,由△ECP的面积=$\frac{1}{2}$×3×(10-2t)=$\frac{1}{4}$×18,解方程即可.
解答 (1)证明:对于直线y=$\frac{4}{3}$x+8,
当x=0时,y=8;当y=0时,x=-6;
∴A(-6,0),B(0,8),OA=6,OB=8,
∵四边形AOCD是矩形,
∴OA∥CD,CD=OA=6,AD=OC=4,
∴D(-6,4),
∵点C为OB的中点,
∴E为AB的中点,
∴CE为△OAB的中位线,
∴CE=$\frac{1}{2}$OA=$\frac{1}{2}$CD=3,
∴E(-3,4)
故答案为:(-6,4),(-3,4)
(2)解:①当0<t≤3时,如图3![]()
由运动知,AP=2t,
∴S=S△PAE=$\frac{1}{2}$AP×OC=2×2t=4t,
当3<t≤5时,如图4,![]()
由运动知,OP=2t-OA=2t-6,∵OC=4,∴PC=OC-OP=4-(2t-6)=10-2t,
∴S=S△PAE=S梯形AOCE-S△AOP-S△PCE
=$\frac{1}{2}$(CE+OA)•OC-$\frac{1}{2}$OA•OP-$\frac{1}{2}$CE•PC
=$\frac{1}{2}$(3+6)×4-$\frac{1}{2}$×6×(2t-6)-$\frac{1}{2}$×3×(10-2t)
=-3t+21
∴S=$\left\{\begin{array}{l}{4t(0<t≤3)}\\{-3t+21(3<t≤5)}\end{array}\right.$
②存在;
梯形AOCE的面积=$\frac{1}{2}$(3+6)×4=18;
分三种情况讨论:
Ⅰ、当0<t<3时,如图1,![]()
若梯形APQE的面积=$\frac{1}{2}$(2t+3-t)×4=18×$\frac{1}{4}$,
解得:t=-$\frac{3}{4}$,不合题意,舍去;
若梯形APQE的面积=$\frac{1}{2}$(2t+3-t)×4=18×$\frac{3}{4}$,
解得:t=$\frac{15}{4}$,不合题意,舍去;
Ⅱ、当t=3时,∵△EOC的面积=$\frac{1}{2}$×3×4=6≠18×$\frac{1}{4}$,
∴t≠3;
Ⅲ、当3<t≤5时,如图2,![]()
Q停止运动(点Q与E重合),OP=2t-6,
∴CP=4-(2t-6)=10-2t,
当△ECP的面积=$\frac{1}{2}$×3×(10-2t)=$\frac{1}{4}$×18时,
解得:t=$\frac{7}{2}$,符合题意;
综上所述:当t=$\frac{7}{2}$时,直线PQ将四边形AOCE的面积分成1:3两部.
点评 本题是一次函数综合题,考查了一次函数点的坐标特征、三角形中位线的性质、梯形面积的计算、三角形面积的计算、解方程等知识;本题难度较大,综合性强,特别是(2)中,需要进行分类讨论,才能得出结果.
| A. | 83×104 | B. | 8.3×104 | C. | 8.3×105 | D. | 0.83×106 |