如图,在平面直角坐标系中,点0是坐标原点,直线y=与x轴、y轴的交点分别为A、B,过点0作OD⊥AB,垂足为D.(1)求直线OD的解析式;(2)点P从点A出发,沿射线

发布时间:2020-08-09 09:46:11

如图,在平面直角坐标系中,点0是坐标原点,直线y=与x轴、y轴的交点分别为A、B,过点0作OD⊥AB,垂足为D.

(1)求直线OD的解析式;
(2)点P从点A出发,沿射线AB以每秒个单位长度的速度匀速运动,过点P作x轴的垂线,垂足为点Q.设线段0Q的长为d(d>0),点P的运动时间为t(秒),求d与t的函数关系式(直接写出自变量t的取值范围);
(3)在(2)的条件下,连接OP,是否存在t的值,使OP2=BP?AP?若存在,求出t的值,同时通过计算推理判断,此时以为半径的⊙D与直线OP的位置关系;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)过点D作DC⊥OA于C,
∵直线y=-x+5与x轴、y轴的交点分别为A、B,
∴A(10,0),B(0,5),
即OA=10,OB=5,
∴AB==5,
∴sin∠OAB==,cos∠OAB==,
∵OD⊥AB,
∴OD==2,
∵∠AOD+∠ODC=90°,∠AOD+∠OAB=90°,
∴∠ODC=∠OAB,
∴OC=OD?sin∠ODC=2×=2,CD=OD?cos∠ODC=2×=4,
∴点D的坐标为:(2,4),
设直线OD的解析式为:y=kx(k≠0),
则2k=4,
解得:k=2,
∴直线OD的解析式为:y=2x;

(2)∵PQ⊥OA,
∴PQ∥OB,
∴△APQ∽△QOB,
∴AQ:AO=AP:AB,
∵AB=5,OA=10,OB=5,AP=t,
∴AQ:10=t:5,
∴AQ=2t,
当0<t≤5时,d=OQ=OA-AQ=10-2t,
当t>5时,d=OQ=AQ-OA=2t-10;
∴d与t的函数关系式为:d=;

(3)存在,理由如下:
∵PQ:OB=AP:AB,
∴PQ:5=t:5,
解得:PQ=t,
∴OP2=OQ2+PQ2,
∵OP2=BP?AP,
当0<t≤5时,BP=AB-AP=5-t,OP2=(10-2t)2+t2=5t2-40t+100,
∴5t2-40t+100=(5-t)?t,
即2t2-13t+20=0,
解得:t=或t=4;
当t>5时,BP=AP-AB=t-5,OP2=(2t-10)2+t2=5t2-40t+100,
∴5t2-40t+100=(t-5)?t,
即15t=100,
解得:t=;
综上,t的值为:或4或;
∵AD=OA?cos∠OAB=10×=4,OD=OA?sin∠OAB=10×=2,

①如图4,当t=时,过点D作DM⊥OP于M,
∵t=,
∴AP=,
∴DP=AD-AP=4-=,
∵OP2=5t2-40t+100=,
∴OP=,
∴DM===,
∴此时以为半径的⊙D与直线OP相切;
②如图5,当t=4时,AP=4=AD,
即点P与点D重合,
∴此时以为半径的⊙D与直线OP相交;
③如图6,当t=时,过点D作DN⊥OP于N,
∵t=,
∴AP=,
∵OP2=5t2-40t+100=,
∴OP=,
∴DP=AP-AD=-4=,
∴DM===>,
∴此时以为半径的⊙D与直线OP相离.
解析分析:(1)过点D作DC⊥OA于C,由直线y=-x+5与x轴、y轴的交点分别为A、B,可求得A(10,0),B(0,5),又由OD⊥AB,利用直角三角形的面积公式,即可求得OD的长,利用三角函数的知识即可求得点D的坐标,然后利用待定系数法求得直线OD的解析式;
(2)易得△APQ∽△QOB,然后根据相似三角形的对应边成比例,易求得AQ的值,然后分别从0<t≤5与t>5去分析求解,即可求得d与t的函数关系式;
(3)由OP2=OQ2+PQ2与OP2=BP?AP,分别从0<t≤5与t>5去求解,即可求得k的值;然后分别求k取不同值时,以为半径的⊙D与直线OP的位置关系.

点评:此题考查了待定系数法求一次函数的解析式、直角三角形的性质、相似三角形的判定与性质以及圆与直线的位置关系.此题难度较大,注意掌握辅助线的作法是解此题的关键,注意数形结合与方程思想的应用.
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