题目内容

19.如图,在平面直角坐标系中,直线OA的函数表达式为y=2x,直线AB的函数表达式为y=-3x+b,点B的坐标为$(\frac{10}{3},0)$.点P沿折线OA-AB运动,且不与点O和点B重合.设点P的横坐标为m,△OPB的面积为S.
(1)请直接写出b的值.
(2)求点A的坐标.
(3)求S与m之间函数关系,并直接写出对应的自变量m的取值范围.
(4)过点P作OB边的高线把△OPB分成两个三角形,当其中一个是等腰直角三角形时,直接写出所有符合条件的m的值.

分析 (1)由点B的坐标利用待定系数法即可求出b值;
(2)联立OA、AB的解析式成方程组,解方程组即可求出点A的坐标;
(3)分点P在OA和AB上两种情况考虑,找出点P的坐标,利用三角形的面积公式即可得出结论;
(4)过点P作PD⊥x轴于点D,由OA、AB解析式得特征即可得出只有两种情况:当点P在OA上时,△PBD为等腰直角三角形;当点P在AB上时,△POD为等腰直角三角形.根据等腰直角三角形的性质得出关于m的一元一次方程,解方程即可得出结论.

解答 解:(1)将点B($\frac{10}{3}$,0)代入y=-3x+b中,
得:0=-3×$\frac{10}{3}$+b,
解得:b=10.
(2)∵直线OA与直线AB交于点A,
∴$\left\{\begin{array}{l}y=2x\\ y=-3x+10\end{array}\right.$,解得:$\left\{\begin{array}{l}x=2\\ y=4\end{array}\right.$,
∴点A的坐标为(2,4).
(3)当点P在OA上时,此时0<m≤2,
S=$\frac{1}{2}$•OB•yP=$\frac{1}{2}$×$\frac{10}{3}$×2m=$\frac{10}{3}$m.
当点P在AB上时,此时2<m<$\frac{10}{3}$,
S=$\frac{1}{2}$•OB•yP=$\frac{1}{2}$×$\frac{10}{3}$×(-3m+10)=-5m+$\frac{50}{3}$.
∴S=$\left\{\begin{array}{l}{\frac{10}{3}m(0<m≤2)}\\{-5m+\frac{50}{3}(2<m<\frac{10}{3})}\end{array}\right.$.
(4)过点P作PD⊥x轴于点D,如图所示.
当点P在OA上时,PD=2m(0<m≤2),BD=$\frac{10}{3}$-m,
∵△PDB为等腰直角三角形,
∴PD=PB,即2m=$\frac{10}{3}$-m,
解得:m=$\frac{10}{9}$;
当点P在AB上时,PD=-3m+10,OD=m,
∵△POD为等腰直角三角形,
∴PD=OD,即-3m+10=m,
解得:m=$\frac{5}{2}$.
综上可知:过点P作OB边的高线把△OPB分成两个三角形,当其中一个是等腰直角三角形时,符合条件的m的值为$\frac{10}{9}$和$\frac{5}{2}$.

点评 本题考查了待定系数法求函数解析式、解二元一次方程组、三角形的面积公式以及等腰直角三角形的性质,解题的关键是:(1)利用待定系数法求出b;(2)联立两函数解析式成方程组;(3)分两种情况讨论;(4)根据等腰直角三角形的性质找出关于m的方程.本题属于中档题,难度不大,解决该题型题目时,根据点在折线位置的不同,分情况考虑是关键.

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