如图,在平面直角坐标系中,点A、点C同时从点O出发,分别以每秒2个单位、1个单位的速度向x轴、y轴的正半轴方向运动,以OA、OC为边作矩形OABC.以M(4,0),N

发布时间:2020-08-07 04:06:16

如图,在平面直角坐标系中,点A、点C同时从点O出发,分别以每秒2个单位、1个单位的速度向x轴、y轴的正半轴方向运动,以OA、OC为边作矩形OABC.以M(4,0),N(9,0)为斜边端点作直角△PMN,点P在第一象限,且,当点A出发时,△PMN同时以每秒0.5个单位的速度沿x轴向右平移.设点A运动的时间为t秒,矩形OABC与△PMN重叠部分的面积为S.
(1)求运动前点P的坐标;
(2)求S与t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围;
(3)若在运动过程中,要使对角线AC上始终存在点Q,满足∠OQM=90°,请直接写出符合条件的t的值或t的取值范围.

网友回答

解:(1)如图,
过点P作PH⊥x轴于H.
∵MN=9-4=5,tan∠PMN=,
∴PM=,PN=,
∴PH=2,MH=4,NH=1.
∴P(8,2).

(2)运动t秒后,OA=2t,OC=t,OM=4-0.5t.
当0<t≤时,S=0;
当<t≤时,S=t2-3t+4;
当<t≤6时,S=-t2+27t-76;
当t>6时,S=5.

(3)当以OM为直径的圆与AC有公共点时,公共点即是符合条件的点Q.
当以OM为直径的圆与AC相切时,t=,
∴t的取值范围是:0<t≤.
解析分析:(1)过点P作PH⊥x轴于H,可求出MH的长即点P的横坐标,再根据tan∠PMN=,及勾股定理便可求出点P的坐标.
(2)因为点A;点C同时从点O出发,点M(4,0),△PMN同时以每秒0.5个单位的速度沿x轴向右平移,运动t秒后,OA=2t,OM=4+0.5t,
①当0<OA≤OM,即0<2t≤时,两图形无交点;
②当OM<OA≤OH,即4+0.5t<2t≤8+0.5t时,即<t≤时,矩形OABC与△PMN重叠部分的面积为S等于重叠的三角形的面积.
③当OH<OA≤ON,即8+0.5t<2t≤9+0.5t,即<t≤6时,矩形OABC与△PMN重叠矩部分的面积为S等于△MNP的面积减去不重叠的三角形的面积.
④当OA>ON,即2t>9+0.5t,t>6时,矩形OABC与△PMN重叠矩部分的面积为S等于△MNP的面积.
(3)根据圆周角定理可知,当以OM为直径的圆与AC有公共点时,公共点即是符合条件的点Q,即可求出t的取值范围.

点评:此题是典型的动点问题,比较复杂,考查了同学们对圆及三角形,矩形,等相关知识的掌握情况,有一定的难度.
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