在平面直角坐标系中,?ABCD的顶点A、B、D的坐标分别为(-4,0)、(0,0)、(0,3),点C在第一象限内,将?ABCD绕点B逆时针方向旋转,使C点落在y轴的正半轴的点P处,顶点D、A的对应点分别为Q、T.
(1)求点C坐标;
(2)求直线PQ的函数解析式;
(3)将?PQTB沿y轴向上平移,得到?P′Q′T′B′,设BB′=m(0<m≤3).?P′Q′T′B′与?ABCD重叠部分面积为S,求S关于m的函数关系式.
网友回答
解:(1)∵(-4,0)、(0,0)、(0,3),四边形ABCD是平行四边形,点C在第一象限,
∴AB=4,AB=CD且AB∥CD,
故可得点C的坐标为(4,3).
(2)∵点C坐标为(4,3),
∴BC=5,
显然,P点坐标为(0,5),且PQ=DC=4,∠QPB=∠DAB.
过Q点作QH⊥BD,垂足为H,
在Rt△PQH中,QH=PQ?sin∠QPH=PQ?sin∠DAB=4×=,PH=PQ?cos∠QPH=PQ?cos∠DAB=4×=.
故可得:BH=PB-PH=5-=,
从而可得Q(-,),
设直线PQ的解析式为y=kx+b,则
解得,
故直线PQ的解析式为y=x+5.
(3)设B′T′与AB交于点M,Q′T′交AB于点E,交AD于点F,
∵0<m≤3,
∴S=S梯形BDFE-S△BB′M,
由(2)可知,BE=QH=,
∴AE=AB-BE=4-=,
∴EF=AE?tan∠DAB=×=,
∴S梯形BDFE=(EF+BD)?BE=×(+3)×=,
又∵ET′∥BB′,
∴∠MB′B=∠T′=∠DAB.
∴BM=BB′?tan∠MB'B=m?tan∠DAB=m,
∴S△BB'M=BM?BB′=×m×m=m2,
∴S=-m2(0<m≤3).
解析分析:(1)先求出AB的长度,从而可得出CD,再由点D的坐标即可得出点C的坐标;
(2)点P的坐标易求出,关键是求出Q点的坐标,可过Q作QH⊥y轴于H,那么可在直角三角形PQH中,根据PQ的长和∠QPB的三角函数值(∠QPB=∠DAB),求出PH,QH的长,即可得出Q点的坐标,然后用待定系数法求出直线PQ的解析式.
(3)当0<m≤3,B'在线段BD上,此时重合部分是个五边形.设TB'与x轴的交点为M,AD与Q'T的交点为F,那么重合部分的面积可用梯形EFDB的面积-三角形EBB'的面积来求得.
梯形的上底可用AE的长和∠DAB的正切值求出(AE的长为A点横坐标绝对值与Q点横坐标绝对值的差),同理可在直角三角形BB′M中求出BM的长,由此可求出S、m的函数关系式.
点评:本题考查了一次函数综合题,涉及了平行四边形的性质、图形面积的求法以待定系数法求一次函数解析式等知识点,综合性强,第二问的难点在于求点Q的坐标,第三问关键是求出梯形EFDB的面积和△EBB'的面积,难度较大.