题目内容
4.如图,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,长方形OACB的顶点A、B分别在x轴与y轴上,已知A点坐标为(a,0),B点坐标为(0,b),且a,b满足$\sqrt{a+b-16}$+|2a-b-2|=0.D为y轴上一点,其坐标为(0,2),点P从点A出发以每秒1个单位的速度沿线段AC-CB的方向运动,当点P与点B重合时停止运动,运动时间为t秒.(1)当点P经过点C时,求直线DP的函数解析式;
(2)①求△OPD的面积S关于t的函数解析式;
②如图②,把长方形沿着OP折叠,点B的对应点B′恰好落在AC边上,求点P的坐标.
(3)点P在运动过程中是否存在使△BDP为等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
分析 (1)求得A、B点的坐标,从而求得C的坐标,设直线DP解析式为y=kx+b,将D与C坐标代入求出k与b的值,即可确定出解析式;
(2)①当P在AC段时,三角形ODP底OD与高为固定值,求出此时面积;当P在BC段时,底边OD为固定值,表示出高,即可列出S与t的关系式;
②当点B的对应点B′恰好落在AC边上时,关键勾股定理即可求出此时P坐标;
(3)存在,分别以BD,DP,BP为底边三种情况考虑,利用勾股定理及图形与坐标性质求出P坐标即可.
解答
解:(1)∵a,b满足$\sqrt{a+b-16}$+|2a-b-2|=0,
∴$\left\{\begin{array}{l}{a+b-16=0}\\{2a-b-2=0}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{a=6}\\{b=10}\end{array}\right.$,
∴点坐标为(6,0),B点坐标为(0,10),
∴C(6,10),
设此时直线DP解析式为y=kx+b,如图1,
将D(0,2),C(6,10)代入得:$\left\{\begin{array}{l}{b=2}\\{6k+b=10}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{k=\frac{4}{3}}\\{b=2}\end{array}\right.$,
则此时直线DP解析式为y=$\frac{4}{3}$x+2;
(2)①当点P在线段AC上时,OD=2,高为6,S=6;![]()
当点P在线段BC上时,OD=2,高为6+10-t=16-t,S=$\frac{1}{2}$×2×(16-t)=-t+16;
②设P(m,10),则PB=PB′=m,如图2,
∵OB′=OB=10,OA=6,
∴AB′=$\sqrt{O{B′}^{2}-O{A}^{2}}$=8,
∴B′C=10-8=2,
∵PC=6-m,
∴m2=22+(6-m)2,解得m=$\frac{10}{3}$
则此时点P的坐标是($\frac{10}{3}$,10);
(3)存在,理由为:![]()
若△BDP为等腰三角形,分三种情况考虑:如图3,
①当BD=BP1=OB-OD=10-2=8,
在Rt△BCP1中,BP1=8,BC=6,
根据勾股定理得:CP1=$\sqrt{{8}^{2}-{6}^{2}}$=2$\sqrt{7}$,
∴AP1=10-2$\sqrt{7}$,即P1(6,10-2$\sqrt{7}$);
②当BP2=DP2时,此时P2(6,6);
③当DB=DP3=8时,
在Rt△DEP3中,DE=6,
根据勾股定理得:P3E=$\sqrt{{8}^{2}-{6}^{2}}$=2$\sqrt{7}$,
∴AP3=AE+EP3=2$\sqrt{7}$+2,即P3(6,2$\sqrt{7}$+2),
综上,满足题意的P坐标为(6,6)或(6,2$\sqrt{7}$+2)或(6,10-2$\sqrt{7}$).
点评 此题属于一次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法确定一次函数解析式,坐标与图形性质,等腰三角形的性质,勾股定理,利用了分类讨论的思想,熟练掌握待定系数法是解本题第一问的关键.
| A. | $\frac{1}{2}$ | B. | $\frac{1}{3}$ | C. | $\frac{1}{4}$ | D. | $\frac{1}{5}$ |