如图a,已知△PQR中,∠P=120°,PQ=PR,以QR所在直线为x轴,底边上的高PO所在的直线为y轴建立直角坐标系,函数经过PR的中点M.
(1)求点M、P、Q的坐标.
(2)求直线MQ的解析式.
(3)如图b,在y轴的左侧放入一个梯形ABCD,AD∥BC,AB=DC,点C与点Q重合,BC边在x轴上,且BC=8,AD与AB的长恰好是方程x2-8x+16=0的两根,当梯形ABCD以每秒2个单位长度向右平移时,t秒时梯形ABCD与△PQR重合的面积为S,求当0<t≤10时,S与t的函数关系式.
网友回答
解:(1)∵∠P=120°,PQ=PR,
∴∠OPQ=60°,OQ=OR,
设OP=a,
则OQ=OR=OP?tan60°=a,
∵M是PR的中点,
∴点M的坐标是(a,a),
∵函数y=x2经过点M,
∴(a)2=a,
解得a=2,
∴点M、P、Q的坐标分别为M(3,),P(0,2),Q(-6,0);
(2)设直线MQ的解析式为y=kx+b,
则,
解得,
∴直线MQ的解析式是y=x+;
(3)由x2-8x+16=0可得(x-4)2=0,
解得x1=x2=4,
∴AD=AB=4,
过点A作AE∥CD,
则四边形AECD是平行四边形,
∴CE=AD=4,AE=DC,
∵BC=8,AB=DC,
∴BE=8-4=4,
∴AB=BE=AE=4,
∴∠B=60°,
∴点A到BC的距离为:4sin60°=4×=2,
∴当点B与点Q重合时,点D与点P重合,
①如图1,当0<t≤4时,重叠部分是三角形,
此时,CQ=2t,
∴h+h=CQ,
解得h=CQ=t,
∴重叠部分的面积为S=×CQ?h=×2t×t=t2,
②如图2,当4<t<6时,重叠部分是五边形,
此时QB=2t-8,CR=12-2t,
∵∠OPQ=∠OPR=60°,
∴∠PQO=∠PQO=30°,
又∵∠ABC=∠BCD=60°,
∴∠PQO=∠BEQ=30°,∠PRO=∠CFR=30°,
∴BQ=BE,CF=CR,
重叠部分的面积=S△PQR-S△BQE-S△CRF=×12×2-×(2t-8)×(8-2t)-×(12-2t)×(12-2t),
=12-(t-4)2-(6-t)2,
=-2t2+20t-40;
③如图3,当6≤t≤10时,重叠部分是三角形,
此时CR=2t-12,
∴BR=BC-CR=8-(2t-12)=20-2t,
同①可得h=BR=(10-t),
∴S=×(20-2t)×(10-t),
=(10-t)2,
=t2-10t+50,
综上所述,S与t的函数关系式为S=.
解析分析:(1)根据等腰三角形三线合一的性质求出△POQ是∠OPQ=60°的直角三角形,设OP的长为a,则OQ=OR=a,然后根据点M是PR的中点表示出点M的坐标,再代入函数解析式求解即可;
(2)根据点MQ的坐标,利用待定系数法列式进行计算即可求解;
(3)先解方程求出AD、AB的长度,然后判断出梯形ABCD是下底底角是60°的等腰梯形,然后分①0<t≤4时,重叠部分是三角形,②4<t<6时,重叠部分是五边形,③6≤t≤10时,重叠部分是三角形,三种情况分别作出图形,进行求解.
点评:本题综合考查了二次函数的问题,等腰三角形的性质,待定系数法求直线解析式,梯形的求解,以及动点问题的求解,动点问题一定要注意根据转折点进行分段求解.