题目内容

如图,在平面直角坐标系中,直线y=-
4
3
x+k
与x轴、y轴分别交于A,B两点,且B点的坐标为(0,8),O为坐标原点,直线AC交线段OB于点C.
(1)求k的值;
(2)以线段OC为边作正方形OCMN,当顶点M在AB上时,求正方形的边长;
(3)若△AOC沿着AC翻折,使得点O落在AB上.
①求直线AC的解析式;
②P是直线AC上的点,在x轴一方的平面内是否存在点Q,使以O,C,P,Q为顶点的四边形为菱形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
考点:一次函数综合题
专题:
分析:(1)将B(0,8)代入y=-
4
3
x+k
,即可求出k=8;
(2)根据正方形的性质可设点M的坐标为(x,x),由点M在AB上可得x=-
4
3
x+8,解方程求出x=
24
7
,即为正方形OCMN的边长;
(3)①设C(0,n).由直线y=-
4
3
x+8与x轴交于A,可得A(6,0).根据S△AOC+S△ABC=S△AOB,列出方程
1
2
×6n+
1
2
×10n=
1
2
×6×8,解方程求得n=3,则C点坐标为(0,3).设直线AC的解析式为y=mx+n,将A(6,0),C(0,3)代入,利用待定系数法即可求出直线AC的解析式为y=-
1
2
x+3;
②设P点坐标为(x,-
1
2
x+3).分两种情况进行讨论:Ⅰ)如果OC为菱形的一条边,那么OP=OC=3或PC=OC=3.根据两点间的距离公式列出方程可求解;Ⅱ)如果OC为菱形的一条对角线,那么OC垂直平分PQ,设OC与PQ交于点O′,由三角形中位线定理得出O′Q=O′P=
1
2
OA=3,进而求解即可.
解答:解:(1)∵直线y=-
4
3
x+k
与y轴交于B(0,8),
∴k=8;

(2)设点M的坐标为(x,x),依题意得
x=-
4
3
x+8,解得x=
24
7
,
即正方形OCMN的边长为
24
7
;

(3)①设C(0,n).
∵直线y=-
4
3
x+8与x轴交于A,
∴A(6,0).
∵S△AOC+S△ABC=S△AOB,
∴
1
2
×6n+
1
2
×10n=
1
2
×6×8,
解得n=3,
∴C点坐标为(0,3).
设直线AC的解析式为y=mx+n,
∵A(6,0),C(0,3),
∴
6m+n=0
n=3
,
解得
m=-
1
2
n=3
,
∴直线AC的解析式为y=-
1
2
x+3;

②存在.设P点坐标为(x,-
1
2
x+3).
分两种情况:
Ⅰ)如果OC为菱形的一条边,那么OP=OC=3或PC=OC=3.
当OP=OC=3时,则x2+(-
1
2
x+3)2=32,
解得x1=0(舍去),x2=
12
5
,
∴-
1
2
x+3=-
1
2
×
12
5
+3=
9
5
,
∴点Q1的纵坐标为
9
5
+3=
24
5
,
∴Q1(
12
5
,
24
5
);
当PC=OC=3时,则x2+(-
1
2
x+3-3)2=32,
解得x1=
6
5
5
(舍去),x2=-
6
5
5
,
∴-
1
2
x+3=-
1
2
×(-
6
5
5
)+3=
3
5
5
+3,
∴点Q2的纵坐标为
3
5
5
+3-3=
3
5
5
,
∴Q2(-
6
5
5
,
3
5
5
);
Ⅱ)如果OC为菱形的一条对角线,那么OC垂直平分PQ,设OC与PQ交于点O′,则O′Q=O′P=
1
2
OA=3,
∴-
1
2
x+3=-
1
2
×3+3=
3
2
,
∴Q3(-3,
3
2
).
综上所述,存在符合条件的点Q,点Q的坐标是:Q1(
12
5
,
24
5
),Q2(-
6
5
5
,
3
5
5
),Q3(-3,
3
2
).
点评:本题是一次函数综合题,其中涉及到一次函数图象上点的坐标特征,正方形的性质,翻折的性质,待定系数法求一次函数的解析式,三角形的面积,菱形的性质.综合性较强,有一定难度.利用数形结合、分类讨论及方程思想是解题的关键.
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