如图,Rt△ABC在平面直角坐标系中,BC在x轴上,B(-1,0)、A(0,2),AC⊥AB.
(1)求线段OC的长.
(2)点P从B点出发以每秒4个单位的速度沿x轴正半轴运动,点Q从A点出发沿线段AC以个单位每秒速度向点C运动,当一点停止运动,另一点也随之停止,设△CPQ的面积为S,两点同时运动,运动的时间为t秒,求S与t之间关系式,并写出自变量取值范围.
(3)Q点沿射线AC按原速度运动,⊙G过A、B、Q三点,是否有这样的t值使点P在⊙G上?如果有求t值,如果没有说明理由.
网友回答
解:(1)∵AC⊥AB,
∴∠ABO+∠ACO=90°,
∵∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠BAO=∠ACO,∠ABO=∠OAC,
∴△AOB∽△COA,
∴=
∵B(-1,0)、A(0,2),
∴OA=2,OB=1,
∴,
∴OC=4;
(2)①当P在BC上,Q在线段AC上时,(0<t<)过点Q作QD⊥BC于D,
如图所示,则CQ=2-t,CP=5-4t,
由△CQD∽△CAO可得QD=2-t,
所以S=CP?QD=(5-4t)(2-t),
即S=2t2-t+5(0<t<);
②当P在BC延长线上,Q在线段AC上时(<t<2),过点Q作QD⊥BC于D,
如图所示,则CQ=2-t,CP=4t-5,
由△CQD∽△CAO可得QD=2-t,
所以S=CP?QD=(4t-5)(2-t),
即S=-2t2+t-5(<t<2),
③当t=或t=2时C、P、Q都在同一直线上,S=0.
(3)若点P在圆G上,因为AC⊥AB,所以BQ是直径,所以∠BPQ=90°,即PQ⊥BC,
则BP2+PQ2=BQ2=BA2+AQ2,
得,
解得,(不合题意,舍去)
所以当t=时,点P在圆G上.
(也可以在(2)的基础上分类讨论,利用相似求得)
解析分析:(1)利用△AOB∽△COA即可求得OC=4.
(2)分当P在BC上,Q在线段AC上时、当P在BC延长线上,Q在线段AC上时、当C、P、Q都在同一直线上利用△CQD∽△CAO求得t值即可.
(3)若点P在圆G上,因为AC⊥AB,所以BQ是直径,所以∠BPQ=Rt∠,即PQ⊥BC,则BP2+PQ2=BQ2=BA2+AQ2,得到有关t的式子求解即可.
点评:本题考查了相似三角形的判定与性质、坐标与图形性质、勾股定理及圆周角定理的知识,综合性比较强,难度较大.本题中重点渗透了方程思想.