如图①,在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,四边形ABCO是菱形,点C在x轴的正半轴上,直线AC交y轴于点M
如图①,在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,四边形ABCO是菱形,点C在x轴的正半轴上,直线AC交y轴于点M,AB边交y轴于点H、动点P从点A出发,沿折线ABC方向以2个...
如图①,在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,四边形ABCO是菱形,点C在x轴的正半轴上,直线AC交y轴于点M,AB边交y轴于点H、动点P从点A出发,沿折线ABC方向以2个单位/秒的速度向终点C匀速运动,图②所示为点P在线段AB上运动时,△PAC的面积T与运动时间t之间关系的图象.(1)求点A的坐标直线AC的解析式;(2)求出点P在剩余时间内运动时,△PAC的面积T与运动时间t之间关系,并在图②中画出相应的图象;(3)连接BM,如图③,设△PMB的面积为S(S≠0),点P的运动时间为t秒,求S与t之间的函数关系式(要求写出自变量t的取值范围);(4)当t为何值时,∠MPB与∠BCO互为余角,并求此时直线OP与直线AC所夹锐角的正切值.
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解:(1)过C点作AB的高,与AB的延长线交于D点,
由右图可知,运动时间为2.5秒,AP=2.5×2=5,
又面积为10,所以,CD=
=4,
在Rt△CBD中,BD=
=3
故AH=AB-BH=OC-BH=DH-BH=BD=3
∴A(-3,4);
将A(-3,4),C(5,0)代入直线y=kx+b中,
得AC:y=?
x+
;
(2)解:将(2.5,10),(5,0)代入T=kt+b,
,
解得:k=-4,b=20,
∴T=20-4t
如图②所示
(3)当点P在AB之间时,S=
×(4-
)×(5-2t)=
-
t(0≤t≤
),
当点P在BC之间时,S=
×
×(2t-5)=
t-
(
<t≤5);
(4)设OP与AC相交于点Q连接OB交AC于点K,∵∠AOC=∠ABC,
∴∠AOM=∠ABM,
∵∠MPB+∠BCO=90°,∠BAO=∠BCO,∠BAO+∠AOH=90°,
∴∠MPB=∠AOH,∴∠MPB=∠MBH.
当P点在AB边上运动时,如图(2)
∵∠MPB=∠MBH,
∴PM=BM,∵MH⊥PB,
∴PH=HB=2,
∴PA=AH-PH=1,
∴t=
,
∵AB∥OC,
∴∠PAQ=∠OCQ,
∵∠AQP=∠CQO,
∴△AQP∽△CQO,
∴
=
=
,
在Rt△AEC中,AC=
=
=4
,
∴AQ=
QC=
,
在Rt△OHB中,OB=
=
=2
,
∵AC⊥OB,OK=KB AK=CK,
∴OK=
AK=KC=2
∴QK=AK-AQ=
∴tan∠OQC=
=
,
当P点在BC边上运动时,如图(3)
∵∠BHM=∠PBM=90°,∠MPB=∠MBH,
∴tan∠MPB=tan∠MBH,
∴
由右图可知,运动时间为2.5秒,AP=2.5×2=5,
又面积为10,所以,CD=
2×10 |
5 |
在Rt△CBD中,BD=
BC2?CD2 |
故AH=AB-BH=OC-BH=DH-BH=BD=3
∴A(-3,4);
将A(-3,4),C(5,0)代入直线y=kx+b中,
得AC:y=?
1 |
2 |
5 |
2 |
(2)解:将(2.5,10),(5,0)代入T=kt+b,
|
解得:k=-4,b=20,
∴T=20-4t
如图②所示
(3)当点P在AB之间时,S=
1 |
2 |
5 |
2 |
15 |
4 |
3 |
2 |
5 |
2 |
当点P在BC之间时,S=
1 |
2 |
5 |
2 |
5 |
2 |
25 |
4 |
5 |
2 |
(4)设OP与AC相交于点Q连接OB交AC于点K,∵∠AOC=∠ABC,
∴∠AOM=∠ABM,
∵∠MPB+∠BCO=90°,∠BAO=∠BCO,∠BAO+∠AOH=90°,
∴∠MPB=∠AOH,∴∠MPB=∠MBH.
当P点在AB边上运动时,如图(2)
∵∠MPB=∠MBH,
∴PM=BM,∵MH⊥PB,
∴PH=HB=2,
∴PA=AH-PH=1,
∴t=
1 |
2 |
∵AB∥OC,
∴∠PAQ=∠OCQ,
∵∠AQP=∠CQO,
∴△AQP∽△CQO,
∴
AQ |
CQ |
AP |
CO |
1 |
5 |
在Rt△AEC中,AC=
AE2+EC2 |
42+82 |
5 |
∴AQ=
2
| ||
3 |
10
| ||
3 |
在Rt△OHB中,OB=
HB2+HO2 |
22+42 |
5 |
∵AC⊥OB,OK=KB AK=CK,
∴OK=
5 |
5 |
4
| ||
3 |
∴tan∠OQC=
OK |
QK |
3 |
4 |
当P点在BC边上运动时,如图(3)
∵∠BHM=∠PBM=90°,∠MPB=∠MBH,
∴tan∠MPB=tan∠MBH,
∴
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