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(2014•鞍山一模)如图,在矩形AOCD中,AO=3,0C=4,以AO,OC,所在直线为x轴,y轴建立直角坐标系,点P

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/07/05 20:22:39
(2014•鞍山一模)如图,在矩形AOCD中,AO=3,0C=4,以AO,OC,所在直线为x轴,y轴建立直角坐标系,点P是OC延长线上一点,把射线AP沿直线AD翻折,交射线CD于点Q.
(1)若CP=1,求直线PQ的解析式;
(2)设点P的坐标为(m,0),△APQ的面积等于12,求m的值或m的取值范围;
(3)在(1)的条件下,将△AOC以每秒1个单位的速度沿x轴正方向运动,直到O与P重合时停止.设运动的时间为t,△OAC移动后的三角形为O′A′C′,若△O′A′C′与△APD重叠部分的面积为S,请求出S与t的函数关系式.
(1)设AP交CD与E,
∵AD∥OC,AD=4,CP=1,CD=3,

DE
CE=
AD
CP,即
DE
3−DE=
4
1,
解得:DE=
12
5,
∴Q(4,
27
5).
设直线PQ的解析式为y=kx+b,
∵P(5,0),Q(4,
27
5),


27
5=4k+b
0=5k+b,
解得

k=−
27
5
b=27,
∴PQ的解析式为y=-
27
5x+27.


(2)如上图,∵AD=4,PC=m-4,设DE=h,则CE=3-h,

h
3−h=
4
m−4,
解得h=
12
m,
∴EQ=
24
m,CQ=3+
12
m,CE=3-
12
m,
∵S△EQ=
1
2EQ•AD=
1
2•
24
m•4=
48
m,
S△CPQ=
1
2PC•CQ=
1
2(m-4)(3+
12
m)=
3
2(m-4)+
6
m(m-4),
S△CPE=
1
2PC•CE=
1
2(m-4)(3-
12
m)=
3
2(m-4)-
6
m(m-4),
∴S△APQ=S△AEQ+S△CPQ-S△CPE=
48
m+[
3
2(m-4)+
6
m(m-4)]-[
3
2(m-4)-
6
m(m-4)]=
48
m+12-
48
m=12,
∴无论m取大于4的任何值三角形APQ的面积都等于12,
故m>4.

(3)分三种情况:
①当0≤t<1时,

如图1,∵AD∥OC,
∴△AA'F∽△PC'F,
∵相似三角形对应高的比等于相似比,
设MF=h,则FN=3-h,
∵AA'=t,PC'=1-t,

h
3−h=
t
1−t,
解得h=3t,
∴S△AA'F=
1
2AA'•h=
1
2t•3t=
3
2t2
同理,△ADE∽△PCE,

DE
EC=
AD
CP,

DE
3−DE=
4
1,
解得DE=
12
5,
∵△AA'G∽△ADE,

AG
DE=
AA′
AD,

AG

12
5=
t
4,
解得A'G=
3
5t,
∴S△AA'G=
1
2AA′•AG=
1
2t•
3
5t=
3
10t2
∴S=S△AA'F-S△AA'G=
3
2t2-
3
10t2=
6
5t2
即S=
6
5t2(0≤t<1);
②当1≤t<4时,

如图2,由①可知S△AA'G=
3
10t2
设△A'DF的A'D边上的高为h,则△PC'F的PC'边上的高为3-h,

h
3−h=
A′D
PC′=
4−t
t−1,
解得h=4-t,
∴S△A'DF=
1
2A'D•h=
1
2(4-t)(4-t)=8-4t+
1
2t2
∴S=S△ADP-S△AA'G-S△A'DF=6-
3
10t2-8+4t-
1
2t2=-
4
5t2+4t-2,
即S=-
4
5t2+4t-2(1≤t<4);
③当4≤t≤5时,

如图3,∵A'D=t-4,O'P=5-t,
O′E
A′E=
O′P
A′D,
设O'E=h,则A'E=3-h,

h
3−h=
5−t
t−4,
解得:h=15-3t,
∴S△O'PE=
1
2O'P•h=
1
2(5-t)•(15-3t)=
75
2-15t+
3
2t2
由①可知A'G=
3
5t,
∴O'G=3-
3
5t,
∴S△O'PG=
1
2O′P•O'G=
1
2(5-t)(3-
3
5t)=
15
2-3t+
3
10t2
∴S=S△O'PE-S△O'PG=
75
2-15t+
3
2t2-(
15
2-3t+
3
10t2)=
6
5t2-12t+30,
即S=
6
5t2-12t+30(4≤t≤5).