如图①,正方形ABCD中,点A,B的坐标分别为(0,10),(8,4),点C在第一象限.动点P在正方形ABCD的边上,从

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  • 解题思路:(1)由图②易求出点Q的坐标及点Q的速度,就可得到点P的速度.

    (2)由点A、B的坐标可求出正方形的边长,易证△APM∽△ABF,从而得到AM=3t,PM=4t,从而有PN=OM=10-3t,ON=PM=4t,由于OQ=1+t,因此△OPQ的面积可用t的代数式表示,然后利用二次函数的最值性就可求出△OPQ的面积最大时点P的坐标.

    (3)由OP=PQ,PN⊥OQ得ON=NQ=[1/2]OQ,即xP=[1/2]xQ.然后分四种情况进行讨论(点P分别在AB、BC、CD、DA上),利用相似三角形的性质将点P的横坐标用t的代数式表示出来,然后根据xP=[1/2]xQ建立方程,就可求出t的值.

    (1)由图②可知:

    当t=0时,x=1,此时点Q的坐标为(1,0);VQ=[9−1/8]=1(单位长度/秒)

    ∵点P的运动速度是点Q的5倍,

    ∴点P运动速度为每秒钟5个单位长度.

    (2)过点B作BF⊥y轴于点F,BE⊥x轴于点E,如图①,

    则BF=8,OF=BE=4.

    ∴AF=10-4=6.

    在Rt△AFB中,AB=

    82+62=10.

    过点P作PM⊥y轴于点M,PN⊥x轴于点N,

    如图①,

    ∴PM∥BF.

    ∴△APM∽△ABF.

    ∴[AP/AB=

    AM

    AF=

    MP

    BF].

    ∴[5t/10=

    AM

    6=

    MP

    8].

    ∴AM=3t,PM=4t.

    ∴PN=OM=10-3t,ON=PM=4t.

    设△OPQ的面积为S(平方单位),

    则S=

    1

    2(10−3t)(1+t)=−

    3

    2t2+

    7

    2t+5(0≤t≤2).

    ∵a=−

    3

    2<0,

    ∴当t=−

    7

    2

    2×(−

    3

    2)=

    7

    6时,△OPQ的面积S最大.

    此时PM=4×[7/6]=[14/3],OM=10-3×[7/6]=[13/2],

    则P的坐标为([14/3],[13/2]).

    (3)∵OP=PQ,PN⊥OQ,

    ∴ON=NQ=[1/2]OQ.

    ∴xP=[1/2]xQ

    ①当点P在AB上时,此时0≤t≤2,如图①,

    4t=[1/2](1+t).

    解得:t=[1/7].

    ∵0≤[1/7]≤2,

    ∴t=[1/7]符合要求.

    ②当点P在BC上时,此时2<t≤4.

    过点P作PK⊥BF交于K,如图③,

    ∵四边形ABCD是正方形,

    ∴∠ABC=90°.

    ∴∠ABF=90°-∠PBK=∠BPK.

    ∵∠AFB=∠PKB=90°,

    ∴△AFB∽△BKP.

    ∴[AB/BP]=[AF/BK].

    ∴[10/5t−10]=[6/BK].

    ∴BK=3t-6.

    ∴xP=8+3t-6=3t+2.

    ∴3t+2=[1/2](1+t).

    解得:t=-[3/5]

    ∵-[3/5]<2,

    ∴t=-[3/5]不符合要求,故舍去.

    ③当点P在DC上时,此时4<t≤6.

    过点C作CH⊥BF交于H,过点P作PS⊥CH交于点S,如图④,

    ∵四边形ABCD是正方形,

    ∴AB=BC,∠ABC=90°.

    ∵∠AFB=∠BHC=90°,

    ∴∠ABF=90°-∠CBH=∠BCH.

    在△AFB和△BHC中,

    ∠AFB=∠BHC

    ∠ABF=∠BCH

    AB=BC.

    ∴△AFB≌△BHC.

    ∴BH=AF=6,CH=BF=8.

    同理可得:PS=4t-16.(与②中求BK的方法相同)

    ∴xP=8+6-(4t-16)=30-4t.

    ∴30-4t=[1/2](1+t).

    解得:t=[59/9].

    ∵[59/9]>6,

    ∴t=[59/9]不符合要求,故舍去.

    ④当点P在AD上时,此时6<t≤8.

    过点P作PT⊥AF交于T,如图⑤,

    同理可得:PT=24-3t.(与②中求BK的方法相同)

    ∴xP=24-3t.

    ∴24-3t=[1/2](1+t).

    解得:t=[47/7].

    ∵6≤[47/7]≤8,

    ∴t=[47/7]符合要求.

    综上所述:当t=

    1

    7或t=

    47

    7时,OP与PQ相等.

    点评:

    本题考点: 相似形综合题;二次函数的最值;全等三角形的判定与性质;勾股定理;正方形的性质;相似三角形的判定与性质.

    考点点评: 本题考查了相似三角形的判定与性质、正方形的性质、全等三角形的判定与性质、二次函数的最值、勾股定理等知识,还考查了分类讨论的数学思想,综合性强,有一定的难度.而分情况讨论时可能会出现因没有考虑t的取值范围而出现多解的错误,需给予重视.