菱形OABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,OA=5,cosB=,直线AC交y轴于点D,动点P从A出发,以每秒2个单位的速度沿折线A-B-C向终点C匀速运动,同时,动点Q从D点出发,以每秒个单位的速度沿DA向终点A匀速运动,设点P、Q运动的时间为t秒.
(1)求点C的坐标;
(2)求△PCQ的面积S(点P在BC上)与运动时间t的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(3)当t=时,直线PQ交y轴于F点,求的值.
网友回答
解:(1)作CE⊥OA交OA于点E,
∵四边形ABCO是菱形,
∴OA=AB=BC=CO=5,∠1=∠B,
∵cosB=,
∴cos∠1==,
∴,
∴OE=3,∴AE=2,
在Rt△OEC和Rt△AEC中,由勾股定理,得
EC=4,CA=2,
∴C(3,4);
(2)∵OA=5,
∴A(5,0),
设直线AC的解析式为:y=kx+b,由题意,得
,解得,
∴直线AC的解析式为:y=-2x+10,
当x=0时,y=10,
∴OD=10,在Rt△AOD中由勾股定理,得
AD=5,
∴CD=3,
∴当≤t<3时,
DQ=t,QA=5-t,
∴,
∴,
∴QG=10-2t,
∴S=,
S=2t2-16t+30,
当3<t<5时,
S=,
S=-2t2+16t-30;
(3)当t=时,P(8,4),QG=5,
∴5=-2x+10,
∴x=,
∴Q(,5),
设直线PQ的解析式为y=kx+b,由题意,得
,解得,
∴直线PQ的解析式为y=-x+,
当x=0时,y=,
∴OF=,
∴FD=,
∴=.
解析分析:(1)由四边形ABCO是菱形我们可以得出角相等和边相等,作CE⊥OA交OA于点E,由cosB=求出OE的长度,再根据勾股定理就可以求出CE的长度,从而求出C点的坐标.
(2)根据A、C的坐标求出直线AC的解析式,求出AD的长,利用勾股定理求出AC的长,从而求出CD的长度,分为点Q在CD之间和在AC之间时两个不同的解析式.
(3)当t=时,利用相似可以求出Q、B的坐标,从而可以求出直线PQ的解析式,求出OF的值,从求出其结论.
点评:本题是一道一次函数的综合试题,考查了三角形的面积公式的运用菱形的性质,勾股定理的运用,待定系数法求函数的解析式及解直角三角形的相关知识.