如图所示,已知在直角梯形OABC中,AB∥OC,BC⊥x轴于点G.A(1,1)、B(3,1).动点P从O点出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度移动.过P点作PQ

发布时间:2020-08-05 06:44:50

如图所示,已知在直角梯形OABC中,AB∥OC,BC⊥x轴于点G.A(1,1)、B(3,1).动点P从O点出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度移动.过P点作PQ垂直于直线OA,垂足为Q,设P点移动的时间为t秒(0<t<4),△OPQ与直角梯形OABC重叠部分的面积为S.
(1)求经过O、A、B三点的抛物线解析式;
(2)求S与t的函数关系式;
(3)将△OPQ绕着点P顺时针旋转90°,是否存t,使得△OPQ的顶点O或Q在抛物线上?若存在,直接写出t的值;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)解法一:由图象可知:抛物线经过原点,
设抛物线解析式为y=ax2+bx(a≠0).
把A(1,1),B(3,1)代入上式得,
解得,
∴所求抛物线解析式为y=-x2+x;

解法二:∵A(1,1),B(3,1),∴抛物线的对称轴是直线x=2.
设抛物线解析式为y=a(x-2)2+h(a≠0),
把O(0,0),A(1,1)代入得
解得∴所求抛物线解析式为:y=-(x-2)2+.

(2)分三种情况:
①当0<t≤2,重叠部分的面积是S△OPQ,过点A作AF⊥x轴于点F,
∵A(1,1),在Rt△OAF中,AF=OF=1,∠AOF=45°,
在Rt△OPQ中,OP=t,∠OPQ=∠QOP=45°,
∴PQ=OQ=tcos45°=t,
∴S=(t)2=t2.

②当2<t≤3,设PQ交AB于点G,
作GH⊥x轴于点H,∠OPQ=∠QOP=45°,则四边形OAGP是等腰梯形,
重叠部分的面积是S梯形OAGP.
∴AG=FH=t-2,
∴S=(AG+OP)AF=(t+t-2)×1=t-1.

③当3<t<4,设PQ与AB交于点M,交BC于点N,
重叠部分的面积是S五边形OAMNC.
因为△PNC和△BMN都是等腰直角三角形,
所以重叠部分的面积是S五边形OAMNC=S梯形OABC-S△BMN.
∵B(3,1),OP=t,
∴PC=CN=t-3,
∴BM=BN=1-(t-3)=4-t,
∴S=(2+3)×1-(4-t)2?S=-t2+4t-;

(3)存在t1=1,t2=2.
将△OPQ绕着点P顺时针旋转90°,此时Q(t+,),O(t,t)
①当点Q在抛物线上时,=×(t+)2+×(t+),解得t=2;
②当点O在抛物线上时,t=-t2+t,解得t=1.
解析分析:(1)设出此抛物线的解析式,把A、B两点的坐标代入此解析式求出a、b的值即可;
(2)由与t的取值范围不能确定,故应分三种情况进行讨论,
①当0<t≤2,重叠部分的面积是S△OPQ,过点A作AF⊥x轴于点F,在Rt△OPQ中利用三角形的面积公式及特殊角的三角函数值即可求出其面积;
②当2<t≤3,设PQ交AB于点G,作GH⊥x轴于点H,∠OPQ=∠QOP=45°,则四边形OAGP是等腰梯形,
重叠部分的面积是S梯形OAGP,由梯形的面积公式即可求解;
③当3<t<4,设PQ与AB交于点M,交BC于点N,重叠部分的面积是S五边形OAMNC.
因为△PNC和△BMN都是等腰直角三角形,所以重叠部分的面积是S五边形OAMNC=S梯形OABC-S△BMN,进而可求出
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