如图所示,已知直线L过点A(0,1)和B(1,0),P是x轴正半轴上的动点,OP的垂直平分线交L于点Q,交x轴于点M.(1)直接写出直线L的解析式;(2)设OP=t,

发布时间:2020-08-10 15:32:50

如图所示,已知直线L过点A(0,1)和B(1,0),P是x轴正半轴上的动点,OP的垂直平分线交L于点Q,交x轴于点M.
(1)直接写出直线L的解析式;
(2)设OP=t,△OPQ的面积为S,求S关于t的函数关系式;并求出当0<t<2时,S的最大值;
(3)直线L1过点A且与x轴平行,问在L1上是否存在点C,使得△CPQ是以Q为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,求出点C的坐标,并证明;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:由题意得
(1)y=1-x;

(2)∵OP=t,
∴Q点的横坐标为,
①当,即0<t<2时,,
∴S△OPQ=t(1-t).
②当t≥2时,QM=|1-t|=t-1,
∴S△OPQ=t(t-1).

当0<t<1,即0<t<2时,S=t(1-t)=-(t-1)2+,
∴当t=1时,S有最大值;


(3)由OA=OB=1,
所以△OAB是等腰直角三角形,
若在L1上存在点C,使得△CPQ是以Q为直角顶点的等腰直角三角形,
则PQ=QC,
所以OQ=QC,又L1∥x轴,则C,O两点关于直线L对称,
所以AC=OA=1,得C(1,1).下面证∠PQC=90度.连CB,则四边形OACB是正方形.
①当点P在线段OB上,Q在线段AB上(Q与B、C不重合)时,如图-1.
由对称性,得∠BCQ=∠QOP,∠QPO=∠QOP,
∴∠QPB+∠QCB=∠QPB+∠QPO=180°,
∴∠PQC=360°-(∠QPB+∠QCB+∠PBC)=90度.
②当点P在线段OB的延长线上,Q在线段AB上时,如图-2,如图-3
∵∠QPB=∠QCB,∠1=∠2,
∴∠PQC=∠PBC=90度.
③当点Q与点B重合时,显然∠PQC=90度.
综合①②③,∠PQC=90度.
∴在L1上存在点C(1,1),使得△CPQ是以Q为直角顶点的等腰直角三角形.
解析分析:(1)已知直线L过A,B两点,可将两点的坐标代入直线的解析式中,用待定系数法求出直线L的解析式;
(2)求三角形OPQ的面积,就需知道底边OP和高QM的长,已知了OP为t,关键是求出QM的长.已知了QM垂直平分OP,那么OM=t,然后要分情况讨论:
①当OM<OB时,即0<t<2时,BM=OB-OM,然后在等腰直角三角形BQM中,即可得出QM=BM,由此可根据三角形的面积公式得出S与t的函数关系式.
②当OM>OB时,即当t≥2时,BM=OM-OB,然后根据①的方法即可得出S与t的函数关系式.
然后可根据0<t<2时的函数的性质求出S的最大值;
(3)如果存在这样的点C,那么CQ=QP=OQ,因此C,O就关于直线BL对称,因此C的坐标应该是(1,1).那么只需证明CQ⊥PQ即可.分三种情况进行讨论.
①当Q在线段AB上(Q,B不重合),且P在线段OB上时.要证∠CQP=90°,那么在四边形CQPB中,就需先证出∠QCB与∠QPB互补,由于∠QPB与∠QPO互补,而∠QPO=∠QOP,因此只需证∠QCB=∠QOB即可,根据折叠的性质,这两个角相等,由此可得证.

②当Q在线段AB上,P在OB的延长线上时,根据①已得出∠QPB=∠QCB,那么这两个角都加上一个相等的对顶角后即可得出∠CQP=∠CBP=90度.
③当Q与B重合时,很显然,三角形CQP应该是个等腰直角三角形.
综上所述即可得出符合条件C点的坐标.

点评:本题结合了三角形的相关知识考查了一次函数及二次函数的应用,要注意的是(2)中为保证线段的长度不为负数要分情况进行求解.(3)中由于Q,P点的位置不确定,因此要分类进行讨论不要漏解.
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