如图1,图2所示,直线l:y=x+b过点P,点P自原点O开始,沿x轴正半轴以每秒1个单位的速度运动.设运动时间为t(s),(0≤t≤7).直角梯形ABCD,AB∥CD

发布时间:2020-08-07 21:18:06

如图1,图2所示,直线l:y=x+b过点P,点P自原点O开始,沿x轴正半轴以每秒1个单位的速度运动.设运动时间为t(s),(0≤t≤7).直角梯形ABCD,AB∥CD,∠D=90°,A(1,O),B(7,0),C(4,3).直线l与折线DC-CB交于N,与折线DA-AB交于M,与y轴交于点Q.设△BMN的面积为S.

(1)用含t的代数式表示b;
(2)确定S与t之间的函数关系式;
(3)t为何值时,S最大;
(4)t为何值时,S等于梯形ABCD面积的一半;
(5)直接写出t为何值时,△POQ与以P,B,C为顶点的三角形相似.

网友回答

解:(1)∵y=x+b过点P,且P(t,0),
∴0=t+b,
∴b=-t;

(2)∵四边形ABCD是直角梯形,AB∥CD,∠D=90°,A(1,O),B(7,0),C(4,3),
∴D(1,3)
∴AD=CD=3,AB=7-1=6.
∵y=x+b,当x=0时,y=b,当y=0时,x=-b,
∴OP=|-b|,OQ=|b|,
∴OP=OQ,
∴∠NPB=∠OPQ=45°.
过点C作CK⊥AB于K,
∴BK=7-4=3,CK=AD=3,
∴Rt△CKB为等腰直角三角形,
∴∠CBO=45°.
①当0≤t≤1时,∠NPB=∠PMA=∠DMN=∠DNM=45°,AP=AM=1-t,
∴BQ=7-t,
∴S=S△NBP-S△PMB=(7-t)×3-(1-t)(7-t),
=(7-t)(2+t),
=-t2+t+7
②当1≤t≤7时,M与P重合,AP=AM=t-1,
∵∠NPB=∠CBO=45°,
∴△NPB是等腰直角三角形,过N作NE⊥AB于E,
∴NE=PB=(7-t),
∴S=×(7-t)×(7-t),
=(7-t)2;

(3)①当0≤t≤1时,
S=-t2+t+7,
=-(t-)2+,
∵a=-<0,
∴抛物线的开口向下.
∴在对称轴的左侧,S随t的增大而增大.
∵对称轴为直线t=,
∴t=1时,S最大=9;
②当1≤t≤7时,
S=(t-7)2;
∵a=>0,
∴抛物线的开口向上.
∴在对称轴的左侧,S随t的增大而减小.
∵对称轴为直线t=7,
∴t=1时,S最大=9,
综上所述,t=1时,S最大=9;

(4)由题意,得
S梯形ABCD=(3+6)×3=.
①当0≤t≤1时
S=-(t-)2+=,
解得:t=不符合0≤t≤1(舍去),
②当1≤t≤7时,
S=(t-7)2=,
解得:t=7±3
∵1≤t≤7,
∴t=7-3.

(5)当△POQ∽△PCB时,
∴,
如图1,在△CBK中,由勾股定理,得
BC=3,
∵OP=t,PQ=t,BP=7-t,
∴,
解得:t1=0(舍去),t2=1;
当△POQ∽△CPB时,
∴∠POQ=∠BPC=90°,
∴CP⊥AB,
∴PC=3,
∴AP=3,
∴OP=4,
∴t=4.
∴t=1,4时,△POQ与以P,B,C为顶点的三角形相似.
解析分析:(1)设P(t,0),将P点的坐标代入解析式y=x+b就可以求出结论;
(2)当0≤t≤1和1≤t≤7两种情况,根据三角形的面积公式就可以求出其函数解析式;
(3)分两种情况0≤t≤1和1≤t≤7由二次函数的解析式和一次函数的解析式的性质就可以求出S的最大值;
(4)先由条件计算梯形ABCD的面积,再分两种情况0≤t≤1和1≤t≤7时表示出面积建立方程求出其解即可;
(5)当△POQ∽△PCB和△POQ∽△CPB时根据相似三角形的性质就可以求出t值.

点评:本题考查直角梯形的面积公式的运用,二次函数的解析式的运用,一次函数的解析式的运用,相似三角形的判定及性质的运用,灵活运用分类讨论思想是解答本题的关键.
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