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如图,在平行四边形ABCD中,已知AB=4,BD=3,AD=5,以AB所在直线为...

如图,在平行四边形ABCD中,已知AB=4,BD=3,AD=5,以AB所在直线为x轴.以B点为原点建立平面直角坐标系.将平行四边形ABCD绕B点逆时针方向旋转,使C点落在y轴的正半轴上,C、D、A三点旋转后的位置分别是P、Q和T三点.
(1)求证:点D在y轴上;
(2)若直线y=kx+b经过P、Q两点,求直线PQ的解析式;
(3)将平行四边形PQTB沿y轴的正半轴向上平行移动,得平行四边形P′Q′T′B′,Q、T、B依次与点P′、Q′、T′、B′对应).设BB′=m(0<m≤3).平行四边形P′Q′T′B′与原平行四边形ABCD重叠部分的面积为S,求S关于m的函数关系式.

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(1)根据AB、BD、AD的长,不难得出三角形ABD为直角三角形.由于A、B在x轴上,且B为原点,因此D必在y轴上; (2)点P的坐标易求出,关键是求出Q点的坐标,可过Q作QH⊥y轴于H,那么可在直角三角形PQH中,根据PQ的长和∠QPB的三角函数值(∠QPB=∠DAB),求出PH,QH的长,即可得出Q点的坐标,然后用待定系数法求出直线PQ的解析式. (3)当0<m≤3,B'在线段BD上,此时重合部分是个五边形.设TB'与x轴的交点为M,AD与Q'T的交点为F,那么重合部分的面积可用梯形EFDB的面积-三角形EBB'的面积来求得. 梯形的上底可用AE的长和∠DAB的正切值求出(AE的长为A点横坐标绝对值与Q点横坐标绝对值的差),同理可在直角三角形BB′M中求出BM的长,由此可求出S、m的函数关系式. (1)证明:∵AB2+BD2=32+42=52=AD2 ∴△ABD为直角三角形,且AB⊥BD. 由于x轴⊥y轴,AB在x轴上,且B为原点,因此点D在y轴上. (2)【解析】 显然,P点坐标为(0,5),且PQ=DC=4,∠QPB=∠DAB. 过Q点作QH⊥BD,垂足为H. 在Rt△PQH中,QH=PQ•sin∠QPH=PQ•sin∠DAB=4×=. PH=PQ•cos∠QPH=PQ•cos∠DAB=4×=. BH=PB-PH=5-=. ∴Q(-,). ∵直线过P、Q两点. ∴,解得. ∴直线PQ的解析式为y=x+5. (3)【解析】 设B′T′与AB交于点M,Q′T′交AB于点E,交AD于点F. ∵0<m≤3,∴S=S梯形BDFE-S△BB′M. 由(2)可知,BE=QH=. ∴AE=AB-BE=4-=. ∴EF=AE•tan∠DAB=×=. ∴S梯形BDFE=(EF+BD)•BE=×(+3)×=. 又ET′∥BB′,∴∠MB′B=∠T′=∠DAB. ∴BM=BB′•tan∠MBB=m•tan∠DAB=m. ∴S△BB'M=BM•BB′=×m×m=m2. ∴S=-m2(0<m≤3).
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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