如图,平面上一点P从点M(,1)出发,沿射线OM方向以每秒1个单位长度的速度作匀速运动,在运动过程中,以OP为对角线的矩形OAPB的边长OA:OB=1:;过点O且垂直

发布时间:2020-08-11 17:13:24

如图,平面上一点P从点M(,1)出发,沿射线OM方向以每秒1个单位长度的速度作匀速运动,在运动过程中,以OP为对角线的矩形OAPB的边长OA:OB=1:;过点O且垂直于射线OM的直线l与点P同时出发,且与点P沿相同的方向、以相同的速度运动.
(1)在点P运动过程中,试判断AB与y轴的位置关系,并说明理由.
(2)设点P与直线l都运动了t秒,求此时的矩形OAPB与直线l在运动过程中所扫过的区域的重叠部分的面积S.(用含t的代数式表示)

网友回答

解:(1)AB∥y轴.
理由:∵Rt△OAB中,tan∠ABO=OA:OB=1:,
∴∠ABO=30°,
设AB交OP于点Q,交x轴于点S,
∵矩形的对角线互相平分且相等,则QO=QB,
∴∠QOB=30°,
过点M作MT⊥x轴于T,则tan∠MOT=1:,
∴∠MOT=30°,
∴∠BOS=60°,
∴∠BSO=90°,
∴AB∥y轴;

(2)过点A作垂直于射线OM的直线交OM于点D,过点B且垂直于射线OM的直线交OM于点E,

则OD=t.
∵OP=2+t,
∴OB=(2+t),OE=(2+t),OA=(2+t),OD=(2+t),
①当0<t≤(2+t),即0<t≤时,S=t2,
②当(2+t)<t≤(2+t)即<t≤6时,
设直线l交OB于F,交PA于G,交OP于点C,
则OF=t,PG=CP=,
∴AG=PA-=t-,S=(t-+t)?(2+t)=t2+t-.
③当t>(2+t)即t>6时,
∵CP=2,
∴S=S矩形-×4×=(2+t)×(2+t)-=t2+t-.
解析分析:(1)证AB与y轴平行,可根据OA:OB的值得出特殊角的度数,然后利用矩形的性质:对角线互相平分且相等,得出∠MOB=∠ABO=30°,根据M点的坐标可得出∠MOS=30°,即∠BOS=60°由此可证得AB⊥x轴即AB∥y轴.
(2)先找出关键时刻的t的值.OM=2,因此PO=2+t.
当l与AD重合时,此时OC=OD=t,即t=OA=OP=(2+t)
当l与BE重合时,OC=OE=t,EP=OD=(2+t),因此OE=t=(2+t)
因此本题可分三种情况进行讨论:
①当0<t≤(2+t),即0<t≤时,此时直线l在OD上运动,扫过部分是个直角三角形,此时OC=t,易求得直角三角形的两条直角边分别为t和2t,由此可求出扫过部分的面积.
②当(2+t)<t≤(2+t),即<t≤6时,扫过部分是个直角梯形.可根据CE的长求出梯形的上底,进而求出梯形的面积.
③当t>(2+t)即t>6时,重合部分是个多边形,可用矩形的面积减去右边的小三角形的面积进行求解.

点评:本题是运动性问题,考查了矩形的性质和图形面积的求法,找出几个关键点是解题的关键.
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