提问一道超难的数学压轴题,是我月考中碰到的。(有关旋转)
26.(14分)如图,在平面直角坐标系中,已知△AOB是等边三角形,点A的坐标是(0,4),点B在第一象限,点P是x轴上的一个动点,连接AP,并把△AOP绕着点A按逆时针...
26.(14分)如图,在平面直角坐标系中,已知△AOB是等边三角形,点A的坐标是(0,4),点B在第一象限,点P是x轴上的一个动点,连接AP,并把△AOP绕着点A按逆时针方向旋转,使边AO9与AB重合,得到△ABD。
(1)求直线AB的解析式。(这个会)
(2)当点P运动到点(根号3,0)时,求此时DP的长及点D的坐标。
(3)是否存在点P,使△OPD的面积等于4分之根号3,若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由。
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(1)求直线AB的解析式。(这个会)
(2)当点P运动到点(根号3,0)时,求此时DP的长及点D的坐标。
(3)是否存在点P,使△OPD的面积等于4分之根号3,若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由。
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解:
(1)如图,过点B作BE⊥y轴于点E,作BF⊥x轴于点F.由已知得:
BF=OE=2,OF= 42-22= 23,
∴点B的坐标是( 23,2)
设直线AB的解析式是y=kx+b,则有 {4=b2=23k+b.
解得 {k=-33b=4.
∴直线AB的解析式是y= -33x+4;
(2)如图,∵△ABD由△AOP旋转得到,
∴△ABD≌△AOP,∴AP=AD,∠DAB=∠PAO,∴∠DAP=∠BAO=60°,
∴△ADP是等边三角形,
∴DP=AP= 42+(3)2=19.
如图,过点D作DH⊥x轴于点H,延长EB交DH于点G,则BG⊥DH.
方法(一)
在Rt△BDG中,∠BGD=90°,∠DBG=60°.
∴BG=BD•cos60°= 3× 12= 32.
DG=BD•sin60°= 3× 32= 32.
∴OH=EG= 523,DH= 72
∴点D的坐标为( 523, 72)
方法(二)
易得∠AEB=∠BGD=90°,∠ABE=∠BDG,∴△ABE∽△BDG,
∴ BGAE=DGBE=BDAB;而AE=2,BD=OP= 3,BE=2 3,AB=4,
则有 BG2=DG23=34,解得BG= 32,DG= 32;
∴OH= 523,DH= 72;
∴点D的坐标为( 523, 72).
(3)假设存在点P,在它的运动过程中,使△OPD的面积等于 34.设点P为(t,0),下面分三种情况讨论:
①当t>0时,如图,BD=OP=t,DG= 32t,
∴DH=2+ 32t.
∵△OPD的面积等于 34,
∴ 12t(2+32t)=34,
解得 t1=21-233, t2=-21-233
∴点P1的坐标为( 21-233,0).
②当 -433<t≤0时,如图,BD=OP=-t,BG=- 32t,
∴DH=GF=2-(- 32t)=2+ 32t.
∵△OPD的面积等于 34,
∴ -12t(2+32t)=34,
解得 t1=-33, t2=-3,
∴点P2的坐标为( -33,0),点P3的坐标为( -3,0).
③当t≤ -433时,如图,BD=OP=-t,DG=- 32t,
∴DH=- 32t-2.
∵△OPD的面积等于 34,
∴ 12t(2+ 32t)= 34,
解得 t1=21-233(舍去), t2=-21-233
∴点P4的坐标为( -21-233,0),
综上所述,点P的坐标分别为P1( 21-233,0)、P2( -33,0)、P3( -3,0)、
P4( -21-233,0).
(1)如图,过点B作BE⊥y轴于点E,作BF⊥x轴于点F.由已知得:
BF=OE=2,OF= 42-22= 23,
∴点B的坐标是( 23,2)
设直线AB的解析式是y=kx+b,则有 {4=b2=23k+b.
解得 {k=-33b=4.
∴直线AB的解析式是y= -33x+4;
(2)如图,∵△ABD由△AOP旋转得到,
∴△ABD≌△AOP,∴AP=AD,∠DAB=∠PAO,∴∠DAP=∠BAO=60°,
∴△ADP是等边三角形,
∴DP=AP= 42+(3)2=19.
如图,过点D作DH⊥x轴于点H,延长EB交DH于点G,则BG⊥DH.
方法(一)
在Rt△BDG中,∠BGD=90°,∠DBG=60°.
∴BG=BD•cos60°= 3× 12= 32.
DG=BD•sin60°= 3× 32= 32.
∴OH=EG= 523,DH= 72
∴点D的坐标为( 523, 72)
方法(二)
易得∠AEB=∠BGD=90°,∠ABE=∠BDG,∴△ABE∽△BDG,
∴ BGAE=DGBE=BDAB;而AE=2,BD=OP= 3,BE=2 3,AB=4,
则有 BG2=DG23=34,解得BG= 32,DG= 32;
∴OH= 523,DH= 72;
∴点D的坐标为( 523, 72).
(3)假设存在点P,在它的运动过程中,使△OPD的面积等于 34.设点P为(t,0),下面分三种情况讨论:
①当t>0时,如图,BD=OP=t,DG= 32t,
∴DH=2+ 32t.
∵△OPD的面积等于 34,
∴ 12t(2+32t)=34,
解得 t1=21-233, t2=-21-233
∴点P1的坐标为( 21-233,0).
②当 -433<t≤0时,如图,BD=OP=-t,BG=- 32t,
∴DH=GF=2-(- 32t)=2+ 32t.
∵△OPD的面积等于 34,
∴ -12t(2+32t)=34,
解得 t1=-33, t2=-3,
∴点P2的坐标为( -33,0),点P3的坐标为( -3,0).
③当t≤ -433时,如图,BD=OP=-t,DG=- 32t,
∴DH=- 32t-2.
∵△OPD的面积等于 34,
∴ 12t(2+ 32t)= 34,
解得 t1=21-233(舍去), t2=-21-233
∴点P4的坐标为( -21-233,0),
综上所述,点P的坐标分别为P1( 21-233,0)、P2( -33,0)、P3( -3,0)、
P4( -21-233,0).
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什么超难呀,小菜!我来,不要抢我的,等我20分钟。
要有高中全部数学基础,高二可能不行。
2)a) AO已知,OP已知,故三角形AOP全知,(所有边、角均可求出);
b) 三角形AOP与ABD全等,又三角形AOB为等边三角形,所以,三角形AOD中已经有角OAD及边AO、AD已知(AD=AP),所以三角形AOD全知,可得OD。
c) D点作线垂直X轴,得点E,因三角形APD可求得全知,所以得DP,
d) 在三角形DPE 中,已有角DPE,及直角一个DEP,及边DP,所以可求得PE,从而得OE长度,及DE。
计算自己做!!!
(3) a) 因P点可动,且可连续动,所以OP为0—无限大的数,其为三角形OPD的底,而三角形OPD的高为B点高度(为2)加上一个(OP的函数值),三角形OPD的面积为:
0.5*OP*(2+f(OP)), f(OP)为一个0--无限大的,可连续变化的正数。
所以基本可确定,要求的P点存在。[ 这只是分析,解题不用。 ]
b) 设P点存在,满足所提条件。作BF垂直DE,(DE垂直X轴,E在OX上),得三角形DBF,则可求得角DBF为60度,所以DF=BD*正弦60度= OP *正弦60度
三角形OPD的面积为 : 0.5*OP *(2+OP*0.5*根号3) = 0.25根号3
解方程得到OP。
(2)中,是不计成本(计算的复杂度)的想法,其实可用更简单的方法求得DE,也就是在第三问的做法。DB延长交X轴于H,三角形DEH及三角形DBF相似,又有DB=OP,EF=2(作BG垂直于Y轴可轻易求得)。
角OAB与角DBF两边分别垂直,所以相等,为60度。所以DE= 2+BD*正弦60度= 2+OP *正弦60度=0.5*OP *(2+OP*0.5*根号3),
通过三角形DEH,求得PE,从而得OE,得D点坐标(OE,DE);
通过直角三角形DPE,用 a平方+b平方=c平方 ,可解得DP。
要有高中全部数学基础,高二可能不行。
2)a) AO已知,OP已知,故三角形AOP全知,(所有边、角均可求出);
b) 三角形AOP与ABD全等,又三角形AOB为等边三角形,所以,三角形AOD中已经有角OAD及边AO、AD已知(AD=AP),所以三角形AOD全知,可得OD。
c) D点作线垂直X轴,得点E,因三角形APD可求得全知,所以得DP,
d) 在三角形DPE 中,已有角DPE,及直角一个DEP,及边DP,所以可求得PE,从而得OE长度,及DE。
计算自己做!!!
(3) a) 因P点可动,且可连续动,所以OP为0—无限大的数,其为三角形OPD的底,而三角形OPD的高为B点高度(为2)加上一个(OP的函数值),三角形OPD的面积为:
0.5*OP*(2+f(OP)), f(OP)为一个0--无限大的,可连续变化的正数。
所以基本可确定,要求的P点存在。[ 这只是分析,解题不用。 ]
b) 设P点存在,满足所提条件。作BF垂直DE,(DE垂直X轴,E在OX上),得三角形DBF,则可求得角DBF为60度,所以DF=BD*正弦60度= OP *正弦60度
三角形OPD的面积为 : 0.5*OP *(2+OP*0.5*根号3) = 0.25根号3
解方程得到OP。
(2)中,是不计成本(计算的复杂度)的想法,其实可用更简单的方法求得DE,也就是在第三问的做法。DB延长交X轴于H,三角形DEH及三角形DBF相似,又有DB=OP,EF=2(作BG垂直于Y轴可轻易求得)。
角OAB与角DBF两边分别垂直,所以相等,为60度。所以DE= 2+BD*正弦60度= 2+OP *正弦60度=0.5*OP *(2+OP*0.5*根号3),
通过三角形DEH,求得PE,从而得OE,得D点坐标(OE,DE);
通过直角三角形DPE,用 a平方+b平方=c平方 ,可解得DP。
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第一题,你既然会,就不说。反正也容易
第二题,我觉得你可能忘了旋转的定义了,当AO旋转至AB时,它旋转了60度,所以AP旋转到AD也旋转了60度,并且AP=AD,所以三角形ADP是等边三角形。只要计算出AP的长度就能知道DP的长度,如果我没有计算错误的话,应该为根号19。至于D点坐标就不说了吧,应该很简单。
第三题,与第二题差不多,只是现在先设OP=x,然后DB=x,过D做x轴的垂线DE,过B点做DE的垂线BF,由题意可知角DBF为60度,所以DE=(根号3)*0.5x,BF=0.5x;所以D点的坐标就可以求出(第二题也可以这样做),这样就可以利用D点的纵坐标来就△OPD的面积。当然,得分情况讨论。具体就不说了。
第二题,我觉得你可能忘了旋转的定义了,当AO旋转至AB时,它旋转了60度,所以AP旋转到AD也旋转了60度,并且AP=AD,所以三角形ADP是等边三角形。只要计算出AP的长度就能知道DP的长度,如果我没有计算错误的话,应该为根号19。至于D点坐标就不说了吧,应该很简单。
第三题,与第二题差不多,只是现在先设OP=x,然后DB=x,过D做x轴的垂线DE,过B点做DE的垂线BF,由题意可知角DBF为60度,所以DE=(根号3)*0.5x,BF=0.5x;所以D点的坐标就可以求出(第二题也可以这样做),这样就可以利用D点的纵坐标来就△OPD的面积。当然,得分情况讨论。具体就不说了。
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