题目内容

如图,已知直线y=-x+4与x轴、y轴分别相交于A、B两点.P、Q分别是x轴与y轴上的动点,点P从点A向x轴正方向移动,点Q从B点向点O移动,当点Q到达点0时,P、Q均停止运动,二者同时出发,速度相同.
(1)求A,B两点的坐标;
(2)设AP=t,△PAQ的面积为S,试求S与t的关系式;当S取最大值时,求PQ与AB的交点坐标;
(3)若PQ交AB于点C,以QC为直径的圆交AB于另一点D,试判断CD的长度是否随P、Q的移动而变化,并说明理由.
考点:一次函数综合题
专题:
分析:(1)因为直线y=-x+4与x轴、y轴分别相交于A、B两点,且A的纵坐标为0,B的横坐标为0,所以代入直线方程即得A、B坐标.
(2)表示面积只需知道底与高,其中AP,OQ是固定在坐标轴上的底和高,则易表示面积,进而根据函数最值性质求最大值即可.
(3)想得到是否变化的结论只能求出CD的长.连接QD发现有QD⊥AB,则由△BQD∽△BAO,因为A、B坐标已知,所以BD易求.同理(2),可以用t表示C点坐标,进而也可以表示BC,此时BC-BD就得到CD长了,若CD中有字母t即随P、Q的移动而变化,若无字母t,即不随变化.
解答:解:
(1)
对y=-x+4,
当x=0时,y=4,
当y=0时,x=4,
∴A(4,0),B(0,4).

(2)
∵AP=BQ=t,OB-4,
∴OQ=4-t,
∴S△PAQ=
1
2
AP•OQ=
1
2
t(4-t)=-
1
2
t2+2t,
∴根据二次函数最值性质,当t=-
2
2•(-
1
2
)
=2时,S取最大.
此时P(6,0),Q(0,2),
设PQ关系式为:y=kx+b,代入P、Q两点坐标,
解得
k=-
1
3
b=2
,
∴PQ:y=-
1
3
x+2.
∵C为AB与PQ的交点,
∴设C(x,y),其满足方程组
y=-x+4
y=-
1
3
x+2
,
解得
x=3
y=1
,
∴C(3,1).

(3)
CD的长度不随P、Q的移动而变化,原因如下:

如图,记圆与y轴交点为M,连接QD,MC,此时QM⊥MC,QD⊥BC,
∵P(t+4,0),Q(0,4-t)
∴设PQ关系式为:y=kx+b,代入P、Q两点坐标,得方程组
0=k(t+4)+b
4-t=k•0+b
,
解得
k=
t-4
t+4
b=4-t
,
∴PQ:y=
t-4
t+4
x+4-t
∵C为AB与PQ的交点,
∴设C(x,y),其满足方程组
y=-x+4
y=
t-4
t+4
x+4-t

解得
x=
t+4
2
y=
4-t
2

∴C(
t+4
2
,
4-t
2
).
在△BQD和△BAO中,
∠BQD=∠ABO
∠BDQ=∠BOA
,
∴△BQD∽△BAO,
∴
BD
BO
=
BQ
BA

在Rt△BAO中,
∵AO=BO=4,
∵BA=4
2
,
∴
BD
4
=
t
4
2
,
∴BD=
2
2
t.
∵MO=
4-t
2
,
∴BM=4-
4-t
2
=
t+4
2
,
在Rt△BCM中,
∵BC2=CM2+BM2=(
t+4
2
)2+(
t+4
2
)2,
∴BC=
t+4
2
2
,
∴CD=BC-BD=
t+4
2
2
-
2
2
t=2
2
.
点评:本题前两问都非常常规,考察了一次、二次函数性质和根据两点求直线方程.第三问也属于常规类型,不过计算上夹杂了字母,学生处理时易找不清方向,所以做题中一定要明确计算目标,有条件的话可以先写在演草纸上,避免混乱.
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