题目内容
8.如图,在平面直角坐标系中,直线y=$\frac{4}{3}$x+4分别交x轴,y轴于A,B两点,点C为OB的中点,点D在第二象限,且四边形AOCD为矩形.(1)直接写出点A,B的坐标,并求直线AB与CD交点E的坐标;
(2)动点P从点C出发,沿线段CD以每秒1个单位长度的速度向终点D运动;同时,动点N从点A出发,沿线段AO以每秒1个单位长度的速度向终点O运动,过点P作PH⊥OA,垂足为H,连接NP.设点P的运动时间为t秒.
①若△NPH的面积为1,求t的值;
②点Q是点B关于点A的对称点,问BP+PH+HQ是否有最小值,如果有,求出相应的点P的坐标;如果没有,请说明理由.
分析 (1)分别令x与y等于0,即可求出点A与点B的坐标,由四边形AOCD为矩形,可知:CD∥x轴,进而可知:D、C、E三点的纵坐标相同,由点C为OB的中点,可求点C的坐标,然后将点C的纵坐标代入直线y=$\frac{4}{3}$x+4即可求直线AB与CD交点E的坐标;
(2)①分两种情况讨论,第一种情况:当0<t<2时;第二种情况:当2<t≤6时;
②由点Q是点B关于点A的对称点,先求出点Q的坐标,然后连接PB,CH,可得四边形PHCB是平行四边形,进而可得:PB=CH,进而可将BP+PH+HQ转化为CH+HQ+2,然后根据两点之间线段最短可知:当点C,H,Q在同一直线上时,CH+HQ的值最小,然后求出直线CQ的关系式,进而可求出直线CQ与x轴的交点H的坐标,从而即可求出点P的坐标
解答 解:(1)∵直线y=$\frac{4}{3}$x+4分别交x轴,y轴于A,B两点,
∴令x=0得:y=4,
令y=0得:x=-3,
∴A(-3,0),B(0,4),
∴OA=3,OB=4,
∵点C为OB的中点,
∴OC=2,
∴C(0,2),
∵四边形AOCD为矩形,
∴OA=CD=3,OC=AD=2,CD∥OA(x轴),
∴D、C、E三点的纵坐标相同,
∴点E的纵坐标为2,将y=2代入直线y=$\frac{4}{3}$x+4得:x=-1.5,
∴E(-1.5,2);
(2)①分两种情况讨论:
第一种情况当0≤t<1.5时,如图1,![]()
根据题意可知:经过t秒,CP=t,AN=t,HO=CP=t,PH=OC=2,
∴NH=3-2t,
∵S△NPH=$\frac{1}{2}$PH•NH,且△NPH的面积为1,
∴$\frac{1}{2}$×2×(3-2t)=1,
解得:t=1;
第二种情况:当1.5≤t≤3时,如图2,![]()
根据题意可知:经过t秒,CP=t,AN=t,HO=CP=t,PH=OC=2,
∴AH=3-t,
∴HN=AN-AH=t-(3-t)=2t-3,
∵S△NPH=$\frac{1}{2}$PH•NH,且△NPH的面积为1,
∴$\frac{1}{2}$×2×(2t-3)=1,
解得:t=2;
∴当t=1或2时,存在△NPH的面积为1;
②BP+PH+HQ有最小值,
连接PB,CH,HQ,则四边形PHCB是平行四边形,如图3,![]()
∵四边形PHCB是平行四边形,
∴PB=CH,
∴BP+PH+HQ=CH+HQ+2,
∵BP+PH+HQ有最小值,即CH+HQ+2有最小值,
∴只需CH+HQ最小即可,
∵两点之间线段最短,
∴当点C,H,Q在同一直线上时,CH+HQ的值最小,
过点Q作QM⊥y轴,垂足为M,
∵点Q是点B关于点A的对称点,
∴OA是△BQM的中位线,
∴QM=2OA=6,OM=OB=4,
∴Q(-6,-4),
设直线CQ的关系式为:y=kx+b,
将C(0,2)和Q(-6,-4)分别代入上式得:
$\left\{\begin{array}{l}{b=2}\\{-6k+b=-4}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{b=2}\\{k=1}\end{array}\right.$,
∴直线CQ的关系式为:y=x+2,
令y=0得:x=-2,
∴H(-2,0),
∵PH∥y轴,
∴P(-2,2).
点评 此题是一次函数的综合题,主要考查了:用待定系数法求一次函数关系式,一次函数与x轴、y轴交点的求法,及利用线段公理求最值问题等,解(2)中①题的关键是:分两种情况进行讨论,解(2)中②题的关键是:利用两点之间线段最短,解决最值问题.
| A. | 35° | B. | 55° | C. | 135° | D. | 125° |