如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是梯形,其中A(6,0),B(3,),C(1,),动点P从点O以每秒2个单位的速度向点A运动,动点Q也同时从点B沿B→C→O的

发布时间:2020-08-08 07:51:35

如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是梯形,其中A(6,0),B(3,),C(1,),动点P从点O以每秒2个单位的速度向点A运动,动点Q也同时从点B沿B→C→O的线路以每秒1个单位的速度向点O运动,当点P到达A点时,点Q也随之停止,设点P,Q运动的时间为t(秒).
(1)求经过A,B,C三点的抛物线的解析式;
(2)当点Q在CO边上运动时,求△OPQ的面积S与时间t的函数关系式;
(3)以O,P,Q顶点的三角形能构成直角三角形吗?若能,请求出t的值;若不能,请说明理由;
(4)经过A,B,C三点的抛物线的对称轴、直线OB和PQ能够交于一点吗?若能,请求出此时t的值(或范围),若不能,请说明理由).

网友回答

解:(1)设所求抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,把A(6,0),B(3,),C(1,)三点坐标代入得:

解得:,
即所求抛物线解析式为:y=-x2+x+;

(2)如图1,依据题意得出:OC=CB=2,∠COA=60°,
∴当动点Q运动到OC边时,OQ=4-t,
∴△OPQ的高为:OQ×sin60°=(4-t)×,
又∵OP=2t,
∴S=×2t×(4-t)×=-(t2-4t)(2≤t≤3);

(3)根据题意得出:0≤t≤3,
当0≤t≤2时,Q在BC边上运动,此时OP=2t,OQ=,
PQ==,
∵∠POQ<∠POC=60°,
∴若△OPQ为直角三角形,只能是∠OPQ=90°或∠OQP=90°,
若∠OPQ=90°,如图2,则OP2+PQ2=QO2,即4t2+3+(3t-3)2=3+(3-t)2,
解得:t1=1,t2=0(舍去),
若△OPQ为直角三角形,只能是∠OPQ=90°或∠OQP=90°,
若∠OQP=90°,如图,3,则OQ2+PQ2=PO2,即(3-t)2+6+(3t-3)2=4t2,
解得:t=2,
当2<t≤3时,Q在OC边上运动,此时QP=2t>4,
∠POQ=∠COP=60°,
OQ<OC=2,
故△OPQ不可能为直角三角形,
综上所述,当t=1或t=2时,△OPQ为直角三角形;

(4)由(1)可知,抛物线y=-x2+x+=-(x-2)2+,
其对称轴为x=2,
又∵OB的直线方程为y=x,
∴抛物线对称轴与OB交点为M(2,),
又∵P(2t,0)
设过P,M的直线解析式为:y=kx+b,
∴,
解得:,
即直线PM的解析式为:y=x-,
即(1-t)y=x-2t,
又0≤t≤2时,Q(3-t,),代入上式,得:
(1-t)×=3-t-2t,恒成立,
即0≤t≤2时,P,M,Q总在一条直线上,
即M在直线PQ上;
当2<t≤3时,OQ=4-t,∠QOP=60°,
∴Q(,),
代入上式得:×(1-t)=-2t,
解得:t=2或t=(均不合题意,舍去).
∴综上所述,可知过点A、B、C三点的抛物线的对称轴OB和PQ能够交于一点,此时0≤t≤2.
解析分析:(1)利用待定系数法求出二次函数解析式即可;
(2)根据已知得出△OPQ的高,进而利用三角形面积公式求出即可;
(3)根据题意得出:0≤t≤3,当0≤t≤2时,Q在BC边上运动,得出若△OPQ为直角三角形,只能是∠OPQ=90°或∠OQP=90°,当2<t≤3时,Q在OC边上运动,得出△OPQ不可能为直角三角形;
(4)首先求出抛物线对称轴以及OB直线解析式和PM的解析式,得出(1-t)×=3-t-2t,恒成立,即0≤t≤2时,P,M,Q总在一条直线上,再利用2<t≤3时,求出t的值,根据t的取值范围得出
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