在平面直角坐标系x、y中,过原点O及点A(0,2)、C(6,0)作矩形OABC,∠AOC的平分线交AB于点D.点P从点O出发,以每秒个单位长度的速度沿射线OD方向移动

发布时间:2020-08-08 16:51:52

在平面直角坐标系x、y中,过原点O及点A(0,2)、C(6,0)作矩形OABC,∠AOC的平分线交AB于点D.点P从点O出发,以每秒个单位长度的速度沿射线OD方向移动;同时点Q从点O出发,以每秒2个单位长度的速度沿x轴正方向移动.设移动时间为t秒.
(1)当点P移动到点D时,求出此时t的值;
(2)当t为何值时,△PQB为直角三角形;
(3)已知过O、P、Q三点的抛物线解析式为y=-(x-t)2+t(t>0).问是否存在某一时刻t,将△PQB绕某点旋转180°后,三个对应顶点恰好都落在上述抛物线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)∵四边形OABC是矩形,
∴∠AOC=∠OAB=90°,
∵OD平分∠AOC,
∴∠AOD=∠DOQ=45°,
∴在Rt△AOD中,∠ADO=45°,
∴AO=AD=2,OD=2,
∴t==2;

(2)要使△PQB为直角三角形,显然只有∠PQB=90°或∠PBQ=90°.
如图1,作PG⊥OC于点G,在Rt△POG中,
∵∠POQ=45°,∴∠OPG=45°,
∵OP=t,∴OG=PG=t,
∴点P(t,t)
又∵Q(2t,0),B(6,2),
根据勾股定理可得:PB2=(6-t)2+(2-t)2,QB2=(6-2t)2+22,PQ2=(2t-t)2+t2=2t2,
①若∠PQB=90°,则有PQ2+BQ2=PB2,
即:2t2+[(6-2t)2+22]=(6-t)2+(2-t)2,
整理得:4t2-8t=0,
解得:t1=0(舍去),t2=2,
∴t=2,
②若∠PBQ=90°,则有PB2+QB2=PQ2,
∴[(6-t)2+(2-t)2]+[(6-2t)2+22]=2t2,
整理得:t2-10t+20=0,
解得:t=5±.
∴当t=2或t=5+或t=5-时,△PQB为直角三角形.

解法2:①如图2,当∠PQB=90°时,
易知∠OPQ=90°,∴BQ∥OD∴∠BQC=∠POQ=45°
可得QC=BC=2,∴OQ=4,
∴2t=4,
∴t=2,
②如图3,当∠PBQ=90°时,若点Q在OC上,
作PN⊥x轴于点N,交AB于点M,
则易证∠PBM=∠CBQ,
∴△PMB∽△QCB
∴=,
∴CB?PM=QC?MB,
∴2(t-2)=(2t-6)(t-6),
化简得t2-10t+20=0,
解得:t=5±,
∴t=5-;?
③如图3,当∠PBQ=90°时,若点Q在OC的延长线上,
作PN⊥x轴于点N,交AB延长线于点M,
则易证∠BPM=∠MBQ=∠BQC,
∴△PMB∽△QCB,
∴=,
∴CB?PM=QC?MB,
∴2(t-2)=(2t-6)(t-6),
化简得t2-10t+20=0,
解得:t=5±,
∴t=5+;?

(3)存在这样的t值,理由如下:
将△PQB绕某点旋转180°,三个对应顶点恰好都落在抛物线上,
则旋转中心为PQ中点,此时四边形PBQB′为平行四边形.
∵PO=PQ,由P(t,t),Q(2t,0),知旋转中心坐标可表示为(t,t),
∵点B坐标为(6,2),∴点B′的坐标为(3t-6,t-2),
代入y=-(x-t)2+t,得:2t2-13t+18=0,
解得:t1=,t2=2.
解析分析:(1)首先根据矩形的性质求出DO的长,进而得出t的值;
(2)要使△PQB为直角三角形,显然只有∠PQB=90°或∠PBQ=90°,进而利用勾股定理分别分析得出PB2=(6-t)2+(2-t)2,QB2=(6-2t)2+22,PQ2=(2t-t)2+t2=2t2,再分别就∠PQB=90°和∠PBQ=90°讨论,求出符合题意的t值即可;
(3)存在这样的t值,若将△PQB绕某点旋转180°,三个对应顶点恰好都落在抛物线上,则旋转中心为PQ中点,此时四边形PBQB′为平行四边形,根据平行四边形的性质和对称性可求出t的值.

点评:本题考查了相似形综合题,涉及了动点问题,勾股定理的运用,矩形的性质,直角三角形的性质以及平行四边形的判定和性质,解答本题关键是讨论点P的位置,由题意建立方程从而求出符合题意的t值,同时要数形结合进行思考,难度较大.
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