在平面直角坐标系中,已知A(0,3),B(4,0),设P、Q分别是线段AB、OB上的动点,它们同时出发,点P以每秒3个单位的速度从点A向点B运动,点Q以每秒1个单位的速度从点B向点O运动.设运动时间为t(秒).
(1)用含t的代数式表示点P的坐标;
(2)当t为何值时,△OPQ为直角三角形?
(3)在什么条件下,以Rt△OPQ的三个顶点能确定一条对称轴平行于y轴的抛物线?选择一种情况,求出所确定的抛物线的解析式.
网友回答
解:(1)作PM⊥y轴,PN⊥x轴.
∵OA=3,OB=4,
∴AB=5.
∵PM∥x轴,
∴,
∴,
∴PM=t.
∵PN∥y轴,
∴,
∴,
∴PN=3-t,
∴点P的坐标为(t,3-t).
(2)①当∠POQ=90°时,t=0,△OPQ就是△OAB,为直角三角形.
②当∠OPQ=90°时,△OPN∽△PQN,
∴PN2=ON?NQ.
(3-t)2=t(4-t-t).
化简,得19t2-34t+15=0,
解得t=1或t=.
③当∠OQP=90°时,N、Q重合.
∴4-t=t,
∴t=.
综上所述,当t=0,t=1,t=,t=时,△OPQ为直角三角形.
(3)当t=1或t=时,即∠OPQ=90°时,
以Rt△OPQ的三个顶点可以确定一条对称轴平行于y轴的抛物线.
当t=1时,点P、Q、O三点的坐标分别为P(,),Q(3,0),O(0,0).
设抛物线的解析式为y=a(x-3)(x-0),
即y=a(x2-3x).
将P(,)代入上式,
得a=-.
∴y=-(x2-3x).
即y=-x2+x.
说明:若选择t=时,点P、Q、O三点的坐标分别是P(,),Q(,0),O(0,0).
求得抛物线的解析式为y=-x2+x.
解析分析:(1)作PM⊥y轴,PN⊥x轴,那么PM就是P点的横坐标,PN就是P点的纵坐标.然后可通过相似三角形AMP和AOB求出MP的长,同理可通过相似三角形BPN和BAP求出PN的长,即可得出P点的坐标.
(2)本题要分情况进行讨论:
①当∠POQ=90°时,P,A重合此时t=0;
当∠OPQ=90°时,可根据射影定理得出PN2=ON?NQ,由此可求出t的值.
当∠OPQ=90°时,Q,N重合,可用BQ的长表示出P点的横坐标,以此可求出t的值.
(3)很显然当∠OPQ=90°时,可确定一条符合条件的抛物线,可根据(2)中得出的∠OPQ=90°时t的取值,确定出P,Q的坐标,然后用待定系数法即可求出这条抛物线的解析式.
点评:本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式、三角形相似、直角三角形的判定等知识点,考查学生分类讨论,数形结合的数学思想方法.