如图,正方形OABC边长为2,O是直角坐标系的原点,点A,C分别在x轴,y轴上.点P沿着正方形的边,按O→A→B的顺序运动,设点P经过的路程为x,△OPB的面积为y.
(1)求出y与x之间的函数关系式,写出自变量x的取值范围;
(2)探索:当时,点P的坐标;
(3)是否存在经过点(0,-1)的直线平分正方形OABC的面积?如果存在,求出这条直线的解析式;如果不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)分两种情况:
①当点P在线段OA上运动时,如图1,
y=x×2,
即y=x,0<x≤2;
②当点P在线段AB上运动时(不含点A),如图2,
y=(4-x)×2,
即y=-x+4,2<x<4;
(2)由题意可知:
①=x,
此时,点P(,0),
②=-x+4,
x=,
x-2=.
此时,点P(2,),
综合(2)中的①,②可得P(,0)或P(2,);
(3)如图3,存在满足条件的直线.
设这条直线的解析式为y=kx-1,
由于直线平分正方形OABC的面积,可得:OM=BN,延长AB,交直线与点H,
∵△POM≌△HBN,
∴BH=OP=1,
∴H(2,3),
由点H在直线上,得3=2k-1,
∴k=2,
∴所求直线的解析式为y=2x-1,
另法:由直线平分正方形AOCB的面积,
可知,直线过正方形AOCB的中心.
∴直线过(1,1)点,
∴直线的解析式为y=2x-1.
解析分析:(1)根据三角形面积公式建立起x和y之间的函数关系式,并分点P在线段OA上运动时和点P在线段AB上运动时(不含点A)两种情况讨论;(2)将y=代入求值即可;(3)先画出图形进行猜想,然后利用三角形相似或正方形的对称性求出直线所经过的点,进而求出解析式.
点评:此题将一次函数和正方形、三角形相结合并具有一定的开放性,考查了同学们对三角形面积公式、正方形的性质以及一次函数的性质的认识,有利于培养同学们的探索发现意识和严密的数学思维习惯.