如图,在矩形ABCO中,AO=3,tan∠ACB=,以O为坐标原点,OC为x轴,OA为y轴建立平面直角坐标系.设D,E分别是线段AC,OC上的动点,它们同时出发,点D以每秒3个单位的速度从点A向点C运动,点E以每秒1个单位的速度从点C向点O运动,设运动时间为t秒.
(1)求直线AC的解析式;
(2)用含t的代数式表示点D,点E的坐标;
(3)当以O、D、E三点为顶点的三角形是直角三角形时,求经过O、D、E三点的抛物线的解析式(只需求出一条即可).
网友回答
解:(1)在Rt△AOC中,∵∠AOC=90°,
∴CO=AO?tan∠CAO=AO?tan∠ACB=4,
则A(0,3),C(4,0).
设直线AC的解析式为:y=kx+3,代入C点坐标,
得:4k+3=0,k=-.
故直线AC的解析式为:y=-x+3;
(2)过点D作DF⊥AO,DH⊥CO,垂足分别为F,H,
则有△ADF∽△DCH∽△ACO,
∴AD:DC:AC=AF:DH:AO=FD:HC:OC,
∵AD=3t(其中0≤t≤),OC=AB=4,AC=5,
∴3t:(5-3t):5=AF:DH:3=FD:HC:4,
∴FD=t,AF=t,DH=3-,HC=4-t,
∴点D的坐标为(,3-).
∵CE=t,
∴OE=OC-CE=4-t,
∴点E的坐标为(4-t,0);
(3)当以O、D、E三点为顶点的三角形是直角三角形时,∠ODE=90°,∠DOH=∠EDH,
又∵∠OHD=∠DHE=90°,
∴△OHD∽△DHE,
∴DH:EH=OH:DH,即DH2=EH?OH,
∵DH=3-,OH=FD=,EH=CH-CE=4-,
∴(3-)2=(4-)?,
即:19t2-34t+15=0,
t1=1,t2=.
①当t=1时,D(),E(3,0).
设经过O、D、E三点的抛物线的解析式为y=ax2+bx,
将D、E两点的坐标代入,得,
解得?,
∴y=-x2+x;
②当t2=时,同理可得y=-x2+x.
(以上①②解出一种即可)
解析分析:(1)在Rt△AOC中,已知AO的长以及∠CAO的正切值,能求出OC的长,即可确定点C的坐标,利用待定系数法能求出直线AC的解析式;
(2)过点D作AO、OC的垂线,则有△ADF∽△DCH∽△ACO,根据相似三角形对应边成比例求出点D的坐标,根据OE=OC-CE求出点E的坐标;
(3)当以O、D、E三点为顶点的三角形是直角三角形时,可能∠DOE=90°或∠DEO=90°或∠ODE=90°,而当∠DOE=90°或∠DEO=90°时,显然经过O、D、E三点的抛物线不存在,故只能是∠ODE=90°,根据两角对应相等的两三角形相似得出△OHD∽△DHE,由相似三角形对应边成比例得到DH2=EH?OH,将DH=3-,OH=,EH=4-代入,得到关于t的一元二次方程19t2-34t+15=0,解方程求出t1=1,t2=,得到对应的D、E两点的坐标,运用待定系数法即可求出经过O、D、E三点的抛物线的解析式.
点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有运用待定系数法求函数的解析式,相似三角形的判定与性质,其中(3)在求有关动点问题时要注意分析题意分情况讨论结果.