【题目】如图1,在平面直角坐标系中,有一矩形ABCD,其三个顶点的坐标分别为A(2,0),B(8,0),C(8,3),将直线l:以每秒3个单位的速度向右运动,设运动时间为t秒.
(1)当t= 时,直线l经过点A(直接填写答案);
(2)设直线l扫过矩形ABCD的面积为S,试求S>0时S与t的函数关系式;
(3)在第一象限有一半径为3、且与两坐标轴恰好都相切的⊙M,在直线l出发的同时,⊙M以每秒2个单位的速度向右运动,如图2,则当t为何值时,直线l与⊙M相切?
【答案】(1)1;
(2)当1<t≤时,S=;
当<t≤3时,S=9t-;
当3<t≤时,S=-(3t-10)2+18;
当t>时,S=18;
(3)t=5-或t=5+.
【解析】
试题分析:(1)y=-3x-3与x轴交点坐标是(-1,0),直线l经过点A(2,0),故向右平移3个单位长度,直线l:y=-3x-3以每秒3个单位的速度向右运动,所以t=1;
(2)求出直线l:y=﹣3x+9t﹣3,再分情况讨论;
(3)分两种情况讨论,借助三角形相似即可.
试题解析:(1)y=-3x-3与x轴交点坐标是(-1,0),直线l经过点A(2,0),故向右平移3个单位长度,直线l:y=-3x-3以每秒3个单位的速度向右运动,所以t=1;
(2)由题意,可知矩形ABCD顶点D的坐标为(2,3).
由一次函数的性质可知,当t由小到大变化时,直线l:y=﹣3(x﹣3t)-3=﹣3x+9t﹣3向右平移,依次扫过矩形ABCD的不同部分.
可得当直线经过A(2,0)时,t=1;当直线经过D(2,3)时,t=;当直线经过B(8,0)时,t=3;当直线经过C(8,3)时,t=.
①当1<t≤时, 如图所示.
设直线l:y=-3x+9t﹣3与x轴交于点P,与AD交于点Q.
令y=0,可得x=3t﹣1,∴AP=3t﹣3;
令x=2,可得y=9t﹣9,∴AQ=9t﹣9.
∴S=S△APQ=APAQ=(3t﹣3)( 9t﹣9)=;
<>②当<t≤3时,如图所示.设直线l:y=-3x+9t﹣3与x轴交于点P,与CD交于点Q.
令y=0,可得x=3t﹣1,∴AP=3t﹣3;
令y=3,可得x=3t﹣2,∴DQ=3t﹣4.
S=S梯形APQD=(DQ+AP)AD=9t-;
③当3<t≤时,如图所示.
设直线l:y=-3x+9t﹣3与BC交于点P,与CD交于点Q.
令x=8,可得y=9t﹣27,∴BP=9t﹣27,CP=30﹣9t;
令y=3,可得x= 3t﹣2,∴DQ= 3t﹣4,CQ=10﹣3t.
S=S矩形ABCD﹣S△PQC=18﹣CPCQ=-(3t-10)2+18;
④当t>时,S=S矩形ABCD=18.
综上所述, S与t的函数关系式为:
;
(3)若直线l:y=﹣3x+9t﹣3与⊙M相切,如图所示,应有两条符合条件的切线.
设直线与x轴、y轴交于A、B点,则A(3t﹣1,0)、B(0,9t﹣3),∴OB=3OA.
由题意,可知⊙M与x轴相切,设切点为D,连接MD;
设直线与⊙M的一个切点为P,连接MP并延长交x轴于点G;过P点作PN⊥MD于点N,PH⊥x轴于点H.
易证△PMN∽△BAO,∴PN:MN=OB:OA=3,∴PN=3MN.
在Rt△PMN中,由勾股定理得:PM2=PN2+MN2,解得: MN=,PN=,
∴PH=ND=MD﹣MN=3﹣,OH=OD﹣HD=OD﹣PN=2t+3﹣,
∴P(2t+3﹣,3﹣),代入直线解析式求得:t=5﹣
同理,当切线位于另外一侧时,可求得:t=5+.
考点:动点问题.
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【题目】如图,△ABC中,∠C=90°,AC=16cm,BC=8cm,一动点P从点C出发沿着CB方向以2cm/s的速度运动,另一动点Q从A出发沿着AC边以4cm/s的速度运动,P、Q两点同时出发,运动时间为t(s).
(1)若△PCQ的面积是△ABC面积的,求t的值?
(2)△PCQ的面积能否与四边形ABPQ面积相等?若能,求出t的值;若不能,说明理由.
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【题目】(2017辽宁省葫芦岛市)如图,∠MAN=60°,AP平分∠MAN,点B是射线AP上一定点,点C在直线AN上运动,连接BC,将∠ABC(0°<∠ABC<120°)的两边射线BC和BA分别绕点B顺时针旋转120°,旋转后角的两边分别与射线AM交于点D和点E.
(1)如图1,当点C在射线AN上时,①请判断线段BC与BD的数量关系,直接写出结论;
②请探究线段AC,AD和BE之间的数量关系,写出结论并证明;
(2)如图2,当点C在射线AN的反向延长线上时,BC交射线AM于点F,若AB=4,AC=,请直接写出线段AD和DF的长.
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【题目】(2017甘肃省天水市)△ABC和△DEF是两个全等的等腰直角三角形,∠BAC=∠EDF=90°,△DEF的顶点E与△ABC的斜边BC的中点重合,将△DEF绕点E旋转,旋转过程中,线段DE与线段AB相交于点P,线段EF与射线CA相交于点Q.
(1)如图①,当点Q在线段AC上,且AP=AQ时,求证:△BPE≌△CQE;
(2)如图②,当点Q在线段CA的延长线上时,求证:△BPE∽△CEQ;并求当BP=2,CQ=9时BC的长.
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【题目】如图,在菱形中,,,是的中点.过点作,垂足为.将沿点到点的方向平移,得到.设、分别是、的中点,当点与点重合时,四边形的面积为________.
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【题目】某公园的人工湖边上有一座假山,假山顶上有一竖起的建筑物CD,高为10米,数学小组为了测量假山的高度DE,在公园找了一水平地面,在A处测得建筑物点D(即山顶)的仰角为35°,沿水平方向前进20米到达B点,测得建筑物顶部C点的仰角为45°,求假山的高度DE.(结果精确到1米,参考数据:sin35°≈,cos35°≈,tan35°≈)
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【题目】如图,平面直角坐标系中,⊙O1过原点O,且⊙O1与⊙O2相外切,圆心O1与O2在x轴正半轴上,⊙O1的半径O1P1、⊙O2的半径O2P2都与x轴垂直,且点P1、P2在反比例函数(x>0)的图象上,则 .
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【题目】如图,AB是半径为3半圆O的直径.CD是圆中可移动的弦,且CD=3,连接 AD、BC相交于点P,弦CD从C与A重合的位置开始,绕着点O顺时针旋转120°,则交点P运动的路径长是________.
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【题目】在菱形ABCD中,BD=BC,
(1)如图,若菱形ABCD的面积为6.求点B到DC的最短距离.
(2)如图2,点F在BC边上,且DE=CF,连接DF交BE于点M,连接EB并延长至点N,使得BN=DM,求证:AN=DM+BM.
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