如图,矩形OABC的边OA、OC都在坐标轴上,顶点B的坐标为(4,3),动点P从O点出发在线段OA上以每秒2个单位长度的速度向终点A运动,点D在对角线AC上,且AD=

发布时间:2020-08-06 06:04:25

如图,矩形OABC的边OA、OC都在坐标轴上,顶点B的坐标为(4,3),动点P从O点出发在线段OA上以每秒2个单位长度的速度向终点A运动,点D在对角线AC上,且AD=2,设运动时间为t秒.
(1)请写出△APD的面积S关于t?的函数关系式______,此时t的取值范围是______.
(2)若在动点P从O点出发的同时,有一动点Q从A点出发,在线段AC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,动点P停止时,点Q也随之停止,请问在运动过程中,当t为何值时,CP⊥PQ?
(3)在点P的运动过程中,是否存在以A、D、P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请求出此时t的值和对应的点P的坐标;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)过点D作DE⊥OA,交OA于点E,
∵点B(4,3),四边形ABCD是矩形,
∴OA=BC=4,AB=OC=3,
∴点A(4,0),点C(0,3),
∴AC===5,
∵DE⊥OA,
∴DE∥OC,
∴=,
∵AD=2,
∴=,
解得DE=,
∵P的速度是每秒2个单位长度,
∴OP=2t,
∴AP=OA-OP=4-2t,
∴S△APD=AP?DE=×(4-2t)×=-t+,
∵AC=4,
∴AC=2,
∴t的取值范围是0≤t≤2;

(2)如图,过点Q作QF⊥OA于点F,
∵CP⊥PQ,
∴∠CPQ=90°,
∴∠QPA+∠CPO=90°,
∵∠CPO+∠OCP=90°,
∴∠QPA=∠OCP,
∴△COP∽△PQF,
∴=,
∵Q的速度是每秒1个单位长度,
∴AQ=t,
∴QF=AQ?sin∠OAC=t?=t,
AF=AQ?cos∠OAC=t?=t,
∴PF=OA-OP-AF=4-2t-t=4-t,
故=,
解得t=,
当t=秒时,CP⊥PQ;


(3)存在三种情况,使△PDA为等腰三角形.
①AD=AP时,∵AD=2,AD=AP,
∴AP=2,
∴OP=OA-AP=4-2=2,
∴==1(秒),
∴当t=1秒时,△PDA是等腰三角形;
②AD=PD时,底边为AP,
∵AD=PD,DE⊥OA,
∴AE=PE,
∵DE∥OC,
∴=,
∴=,
解得AE=,
∴AP=2AE=,
∴OP=OA-AP=4-=,
∴OP=×=,
即当t=秒时,△PDA是等腰三角形;
③AP=PD时,底边为AD,
过点P作PF⊥AD,
∵AP=PD,
∴AF=DF=AD=×2=1,
∵EF⊥AD,∠CAO=∠DAE,
∴△APF∽△ACO,
∴=,
∴=,
解得AP=,
∴OP=OA-AP=4-=,
∴OP=×=,
即当t=秒时,△PDA是等腰三角形.

解析分析:(1)过点D作DE⊥OA,然后根据勾股定理求出AC的长度,再根据平行,利用对应边成比例列式求出DE的长度,然后根据三角形的面积公式列式即可得解,再根据路程、速度与时间的关系求t的取值范围;
(2)过点Q作QF⊥OA于点F,然后判定△COP和△PQF相似,利用∠OAC的正弦求出QF的长度,再表示出PF的长度,然后根据相似三角形对应边成比例列出比例式计算即可求出t的值;
(3)因为等腰三角形的腰不明确,所以分①AD=AP时,②AD=PD时,底边为AP,③AP=PD时,底边为AD,然后分别列式进行计算求解.

点评:本题主要考查了矩形的性质,三角形的面积以及等腰三角形的判定,综合性较强,难度较大,需要仔细分析并细心进行计算,(3)中要注意分情况进行讨论.
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