如图,在直角坐标平面中,O为原点,A(0,6),B(8,0).点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿射线AO方向运动,点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴正方向运动.
P、Q两动点同时出发,设移动时间为t(t>0)秒.
(1)在点P、Q的运动过程中,若△POQ与△AOB相似,求t的值;
(2)如图(2),当直线PQ与线段AB交于点M,且时,求直线PQ的解析式;
(3)以点O为圆心,OP长为半径画⊙O,以点B为圆心,BQ长为半径画⊙B,讨论⊙O和⊙B的位置关系,并直接写出相应t的取值范围.
网友回答
解:(1)根据题意,t秒时,AP=2t,BQ=t,OP=|6-2t|,OQ=8+t.
分两种情况:
①若△POQ∽△AOB,则当OP与OA是对应边时,
=,即=,
所以,8(6-2t)=6(8+t)或8(2t-6)=6(8+t),
整理得,解得t=0(舍去),t=;
②若△POQ∽△BOA,则当OP与OB是对应边时,
=,即=,
所以,6(6-2t)=8(8+t)或6(2t-6)=8(8+t),
整理得,t=-(舍去),t=25,
所以,当t=或25时,△POQ∽△AOB;
(2)过M分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为N、G.
∵PO∥MN,∴=,
∵=,∴=,
∴=,
∵OA=6,∴MN=1,
同理MG=OB,
∵OB=8,∴MG=,
∴点M的坐标为(,1),
∵OQ=8+t,
∴NQ=8+t-=+t,
在Rt△MNQ中,tan∠MQN==,
在Rt△OPQ中,tan∠PQO==,
∴=,
整理得,6t2-7t=0,
解得t=,t=0(舍去),
OP=6-2×=,
∴点P的坐标为P(0,).
设PQ直线解析式为y=kx+b,
则,解得,
∴PQ直线解析式:y=-x+;
(3)|6-2t|+t=8时,6-2t+t=8或2t-6+t=8,
解得t=-2(舍去),t=,
|6-2t|-t=8时,6-2t-t=8或2t-6-t=8,
解得t=-(舍去),t=14,
又当t=3时,OP=0,⊙O不存在,
所以,①当0<t<且t≠3时,两圆外离;
②当t=时,两圆外切;
③当<t<14时,两圆相交;
④当t=14时,两圆内切;
⑤当t>14时,两圆内含.
解析分析:(1)分别表示出OP,OQ的长度,再分OP与OA,OP与OB是对应边两种情况,根据相似三角形对应边成比例列式进行计算即可得解;
(2)过点M分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为N、G,然后平行线分线段成比例定理列式求出MN、MG的长度,从而得到点M的坐标,然后在Rt△MQN中与Rt△PQO中,利用同一个角∠MQN与∠PQO的正切值相等列出方程求解得到t的值,然后求出点P的坐标,再利用待定系数法求直线函数解析式解答;
(3)表示出OP、BQ的长度,然后根据实际意义求出两圆外切与内切时t的值,再写出两圆外离、相交、内含时的t的取值范围即可.
点评:本题是对一次函数的综合考查,主要利用了相似三角形对应边成比例,平行线分线段成比例定理,以及圆的位置关系,(3)中要注意先求出外切与内切时的两个临界值.