已知直线y=kx-6(k>0)分别交x轴、y轴于A、B两点,线段OA上有一动点P由原点O向点A运动,速度为每秒1个单位长度,过点P作x轴的垂线交直线AB于点C,设运动时间为t秒.
(1)填空:点P的坐标为(______,______);
(2)当k=1时,线段OA上另有一动点Q由点A向点O运动,它与点P以相同速度同时出发,当点P到达点A时两点同时停止运动,如图①.作BF⊥PC于点F,若以B、F、Q、P为顶点的四边形是平行四边形,求t的值.
(3)当k=时,设以C为顶点的抛物线y=(x+m)2+n与直线AB的另一交点为D(如图②),设△COD的OC边上的高为h,问:是否存在某个时刻t,使得h有最大值?若存在,试求出t的值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)由题意,动点P的速度为每秒1个单位长度,运动时间为t秒,则OP=t,即:P(t,0)
(2)当k=1时,直线AN的解析式为:y=x-6,令y=0,则x=6,则AO=6
由题意得:PF∥OB,BF∥OP,∠AOB=90°,∴四边形BFPO是矩形,
∴BF=OP=t,∴AQ=OP=t,PQ=6-2t
若四边形BFQP是平行四边形,如图1,则BF=PQ,t=6-2t,解得:t=2,符合题意;
若四边形BFPQ是平行四边形,如图2,则BF=PQ,t=2t-6,即点P与点A重合时,此时四边形BFPQ是矩形,故t=6符合题意.
(3)由题意得:C(t,t-6),以C为顶点的抛物线解析式是y=(x-t)2+t-6;
当k=时,直线AB解析式为:y=x-6,同理可得:A(8,0),B(0,-6).
由(x-t)2+t-6=x-6,得解:x1=t,x2=t+
如图3,过点D作DE⊥CP于点E,则∠DEC=∠AOB=90°.
∵PC∥OB,∴∠OBA=∠ECD,
∴△DEC∽△AOB
∴=
在Rt△AOB中,由勾股定理得:AB===10.
∵AO=8,AB=10,DE=(t+)-t=,
∴CD===.
∴CD边上的高==,
∵∠AOB=90°,
∴∠COP=90°-∠BOC=∠OBA.
又∵CP⊥OA,即∠OPC=90°,
∴∠OPC=∠AOB=90°
∴Rt△OPC∽Rt△BOA
∴=,即OP===
∴当t=时,h的值最大.
解析分析:(1)根据P点的运动速度和运动时间可得到OP的长,则P点坐标可求.
(2)从图中可以看出,已知的条件有PQ∥BF,只需令PQ=BF就能得到以B、F、P、Q为顶点的四边形是平行四边形的结论,在求PQ的表达式时要注意P、Q的位置.
(3)首先要求出A、B、C、D四点的坐标,过D作PC的垂线交PC于E,根据D点坐标和抛物线对称轴方程,可确定E点坐标及DE的长,根据构建的相似三角形△CED、△BOA求出CD的长,此时能发现CD长为定值,而△OCD中CD边上的高也是定值(可在△OAB中利用面积公式求得),所以OC边越短、OC边上的高h就越大,因此当h最大时,OC应垂直CD,即OC是CD边的高,根据前面求得的OC长,结合相似三角形△OPC、△BOA求出OP的长,即可求得t的值.
点评:该题是图形中的动点问题,考查了二次函数、相似三角形、图形面积的求法、特殊四边形的判定和性质等重要知识;(3)的难度较大,能否找出h最大时OC的位置和大小是解答题目的关键所在.