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如图 在平面直角坐标系中 四边形ABCD是梯形 AB∥CD 点B(10 0) C(7 4).直

时间:2019-11-14 12:08:17

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如图 在平面直角坐标系中 四边形ABCD是梯形 AB∥CD 点B(10 0) C(7 4).直

问题补充:

如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是梯形,AB∥CD,点B(10,0),C(7,4).直线l经过A,D两点,且sin∠DAB=.动点P在线段AB上从点A出发以每秒2个单位的速度向点B运动,同时动点Q从点B出发以每秒5个单位的速度沿B→C→D的方向向点D运动,过点P作PM垂直于x轴,与折线A→D→C相交于点M,当P,Q两点中有一点到达终点时,另一点也随之停止运动.设点P,Q运动的时间为t秒(t>0),△MPQ的面积为S.

(1)点A的坐标为______,直线l的解析式为______;

(2)试求点Q与点M相遇前S与t的函数关系式,并写出相应的t的取值范围;

(3)试求(2)中当t为何值时,S的值最大,并求出S的最大值;

(4)随着P,Q两点的运动,当点M在线段DC上运动时,设PM的延长线与直线l相交于点N,试探究:当t为何值时,△QMN为等腰三角形?请直接写出t的值.

答案:

解:(1)∵C(7,4),AB∥CD,

∴D(0,4).

∵sin∠DAB=,

∴∠DAB=45°,

∴OA=OD=4,

∴A(-4,0).

设直线l的解析式为:y=kx+b,则有

解得:k=1,b=4,

∴y=x+4.

∴点A坐标为(-4,0),直线l的解析式为:y=x+4.

(2)在点P、Q运动的过程中:

①当0<t≤1时,如答图1所示:

过点C作CF⊥x轴于点F,则CF=4,BF=3,由勾股定理得BC=5.

过点Q作QE⊥x轴于点E,则BE=BQ?cos∠CBF=5t?=3t.

∴PE=PB-BE=(14-2t)-3t=14-5t,

S=PM?PE=×2t×(14-5t)=-5t2+14t;

②当1<t≤2时,如答图2所示:

过点C、Q分别作x轴的垂线,垂足分别为F,E,

则CQ=5t-5,PE=AF-AP-EF=11-2t-(5t-5)=16-7t,

S=PM?PE=×2t×(16-7t)=-7t2+16t;

③当点M与点Q相遇时,DM+CQ=CD=7,

即(2t-4)+(5t-5)=7,解得t=.

当2<t<时,如答图3所示:

MQ=CD-DM-CQ=7-(2t-4)-(5t-5)=16-7t,

S=PM?MQ=×4×(16-7t)=-14t+32.

(3)①当0<t≤1时,S=-5t2+14t=-5(t-)2+,

∵a=-5<0,抛物线开口向下,对称轴为直线t=,

∴当0<t≤1时,S随t的增大而增大,

∴当t=1时,S有最大值,最大值为9;

②当1<t≤2时,S=-7t2+16t=-7(t-)2+,

∵a=-7<0,抛物线开口向下,对称轴为直线t=,

∴当t=时,S有最大值,最大值为;

③当2<t<时,S=-14t+32

∵k=-14<0,

∴S随t的增大而减小.

又∵当t=2时,S=4;

当t=时,S=0,

∴0<S<4.

综上所述,当t=时,S有最大值,最大值为.

(4)△QMN为等腰三角形,有两种情形:

①如答图4所示,点M在线段CD上,

MQ=CD-DM-CQ=7-(2t-4)-(5t-5)=16-7t,MN=DM=2t-4,

由MN=MQ,得16-7t=2t-4,解得t=;

②如答图5所示,当点M运动到C点,同时当Q刚好运动至终点D,

此时△QMN为等腰三角形,t=.

故当t=或t=时,△QMN为等腰三角形.

解析分析:(1)利用梯形性质确定点D的坐标,利用sin∠DAB=特殊三角函数值,得到△AOD为等腰直角三角形,从而得到点A的坐标;由点A、点D的坐标,利用待定系数法求出直线l的解析式;

(2)解答本问,需要弄清动点的运动过程:

①当0<t≤1时,如答图1所示;

②当1<t≤2时,如答图2所示;

③当2<t<时,如答图3所示.

(3)本问考查二次函数与一次函数在指定区间上的极值,根据(2)中求出的S表达式与取值范围,逐一讨论计算,最终确定S的最大值;

(4)△QMN为等腰三角形的情形有两种,需要分类讨论,避免漏解.

点评:本题是典型的运动型综合题,难度较大,解题关键是对动点运动过程有清晰的理解.第(3)问中,考查了指定区间上的函数极值,增加了试题的难度;另外,分类讨论的思想贯穿(2)-(4)问始终,同学们需要认真理解并熟练掌握.

如图 在平面直角坐标系中 四边形ABCD是梯形 AB∥CD 点B(10 0) C(7 4).直线l经过A D两点 且sin∠DAB=.动点P在线段AB上从点A出发以每

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