已知直角梯形纸片OABC在平面直角坐标系中的位置如图①所示,四个顶点的坐标分别为O(0,0),A(10,0),B(8,2),C(0,2),点P在线段OA上(不与O、A

发布时间:2020-08-12 22:17:56

已知直角梯形纸片OABC在平面直角坐标系中的位置如图①所示,四个顶点的坐标分别为O(0,0),A(10,0),B(8,2),C(0,2),点P在线段OA上(不与O、A重合),将纸片折叠,使点A落在射线AB上(记为点A’),折痕PQ与射线AB交于点Q,设OP=x,折叠后纸片重叠部分的面积为y.(图②供探索用)
(1)求∠OAB的度数;
(2)求y与x的函数关系式,并写出对应的x的取值范围;
(3)y存在最大值吗?若存在,求出这个最大值,并求此时x的值;若不存在,说明理由.

网友回答

解:(1)∵两底边OA=10,CB=8,垂直于底的腰 ,
∴tan∠OAB==,
∴∠OAB=60°.

(2)当点A′在线段AB上时,
∵∠OAB=60°,PA=PA′,
∴△A′PA是等边三角形,且QP⊥QA′,
∴PQ=(10-x)sin60°=(10-x),A′Q=AQ=AP=(10-x),
∴y=S△AQP=A′Q?QP=(10-x)2,
当A′与B重合时,AP=AB==4,
所以此时6≤x<10;
当点A′在线段AB的延长线,且点Q在线段AB(不与B重合)上时,
纸片重叠部分的图形是四边形(如图②,其中E是PA′与CB的交点),
当点Q与B重合时,AP=2AB=8,点P的坐标是(2,0),
又由(2)中求得当A′与B重合时,P的坐标是(6,0),
所以当纸片重叠部分的图形是四边形时,2<x<6;

(3)y存在最大值.
①当6≤x<10时,y=(10-x)2,
在对称轴x=10的左边,S的值随着x的增大而减小,
∴当x=6时,y的值最大是2 ;
②当2≤x<6时,由图③,重叠部分的面积y=S△AQP-S△A′EB,
∵△A′EB的高是A′B?sin60°,
∴y=(10-x)2-(10-x-4)2×=(-x2+4x+28)=-(x-2)2+4 ,
当x=2时,y的值最大是4 ;
③当0<x<2,即当点A′和点Q都在线段AB的延长线是(如图③,其中E是PA′与CB的交点,F是QP与CB的交点),
∵∠EFP=∠FPQ=∠EPF,四边形EPAB是等腰形,
∴EF=EP=AB=4,
∴y=EF?OC=×4×2 =4 .
综上所述,S的最大值是4 ,此时x的值是0<x≤2.
解析分析:(1)根据A、B的坐标来求,根据B的纵坐标的绝对值:A、B横坐标的差的绝对值,可得出∠OAB的度数得出∠BAO的度数,
(2)利用当点A′在线段AB上时,∠OAB=60°,PA=PA′,进而求出△A′PA是等边三角形,且QP⊥QA′,即可得出y=S△AQP=A′Q?QP求出即可;当点A′在线段AB的延长线,且点Q在线段AB(不与B重合)上时,纸片重叠部分的图形是四边形(如图②,其中E是PA′与CB的交点),
当点Q与B重合时,分别求出即可;
(3)可分成三种情况进行讨论:
①当A′在AB上时,即当6≤x<10时,可根据(2)的函数来求出此时y的最大值;
②当A′在AB延长线上但Q在AB上时,即当2≤x<6时,此时重合部分的面积=三角形AA′P的面积-上面的小三角形的面积,根据AQ和AB的长,我们可得出A′B的长,然后按(2)的方法即可得出上面的小三角形的面积,也就可以求出重合部分的面积;
③当A′在AB延长线上且Q也在AB延长线上时,即当0<x<2时,重合部分的面积就是三角形EFQ的面积,那么关键是求出BF,BE的值,知道了AP的长,也就知道了AQ,A′Q的长,根据AB=4我们不难得出BQ的长,有了BQ的长就可以求出A′B,BE的长,在直角三角形BQE中,可根据∠QBF的度数,和BQ的长,来表示出BF的长,这样我们就能表示出EF的长了,又知道EF边上的高是OC的长,因此可根据三角形的面积来求出S的值,然后综合三种情况判断出是否有S的最大值.

点评:此题考查了代数与几何结合的综合题,其中有分类思想的渗透.主要问题是在解题中计算三角形面积时没有除以2,或分类情况不全面,或对于取值范围的处理不到位.特别是认为只存在一个x的值使得面积最大,导致失分较多.更多是缺乏对复杂问题的分析能力,导致不会做.
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