已知:直角三角形AOB中,∠AOB=90°,OA=3厘米,OB=4厘米.以O为坐标原点如图建立平面直角坐标系.设P、Q分别为AB边,OB边上的动点,它们同时分别从点A

发布时间:2020-08-07 13:48:23

已知:直角三角形AOB中,∠AOB=90°,OA=3厘米,OB=4厘米.以O为坐标原点如图建立平面直角坐标系.设P、Q分别为AB边,OB边上的动点,它们同时分别从点A、O向B点匀速运动,移动的速度都为1厘米每秒.设P、Q运动的时间为t秒(0≤t≤4).
(1)求△OPQ的面积S与(厘米2)与t的函数关系式;并指出当t为何值时S的最大值是多少?
(2)当t为何值时,△BPQ和△AOB相似;
(3)当t为何值时,△OPQ为直角三角形;
(4)①试证明无论t为何值,△OPQ不可能为正三角形;
②若点P的移动速度不变,试改变点Q的运动速度,使△OPQ为正三角形,求出点Q的运动速度和此时的t值.

网友回答

解:(1)S=-0.3t2+当t=时,S最大=.

(2)①∠BQP=∠BOA,在直角三角形BQP中,BP=BQ,
即5-t=(4-t),
解得t=0.
②∠BPQ=∠BOA,在直角三角形BPQ中,BQ=BP,
即4-t=(5-t),
解得t=9;
因为0≤t≤4,
∴t=9不合题意,舍去.
因此当t=0时,△BPQ和△AOB相似.

(3)若△OPQ为直角三角形,则OQ⊥PQ或OP⊥QP,设QP⊥OQ,
则PQ=
=
=.
PO=
=
=.
OQ=
=
=≠t(t无解).
∴QP不与OQ垂直
设OP⊥QP,则△OPQ∽△PNQ
∴,
∴PQ2=t2,PQ2=OQ2-OP2=t2-t2+t-9=t-9
t2=t-9,
解得t=3,t=15(不合题意舍去)
∴当t=3是△OPQ是直角三角形.

(4)①PO=,OQ=t,PQ=
令PO=OQ=PQ,解t无解
∴△OPQ不能成为正三角形.
②设Q的速度为x,则OQ=xt.
OP2=t2-t+9,OQ2=x2t2,PQ2=t2-t+12
令OP2=OQ2=PQ2
解得x=,t=
舍去负值,则t=
因此Q点的速度为,
t=.
解析分析:(1)可用t表示出OQ,BP的长,三角形OPQ中,OQ边上的高可用BP的长和∠PBO的正弦值求出,由此可得出关于S,t的函数关系式.
(2)本题分两种情况:
①∠BQP=∠BOA,此时PQ∥OA,那么BQ=PB?cos∠PBO.由此可求出t的值.
②∠BPQ=∠BOA,此时BP=BQ?sin∠PBO.由此可求出t的值.
(3)本题中无非是两种情况OQ⊥PQ或OP⊥QP,可分别表示出PO、QO、PQ三条线段的长,然后用勾股定理进行求解即可.
(4)①如果三角形OPQ是正三角形那么(3)中表示三条线段长的表达式必然相等,可通过解方程求出此时t的值,如果方程无解则说明三角形OPQ不可能是正三角形.
②思路同①,设出Q点的速度,然后表示出三条线段的长,令三条线段的表达式相等,即可求出Q的速度和t的值.

点评:本题考查二次函数的综合应用,其中涉及到的知识点有待定系数法求函数解析式和等腰梯形,圆的有关性质等.要熟练掌握才能灵活运用.
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