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如图,在平面直角坐标系中,O是坐标原点,直线manfen5.com 满分网与x轴,y轴分别交于B,C两点,抛物线manfen5.com 满分网经过B,C两点,与x轴的另一个交点为点A,动点P从点A出发沿AB以每秒3个单位长度的速度向点B运动,运动时间为t(0<t<5)秒.
(1)求抛物线的解析式及点A的坐标;
(2)以OC为直径的⊙O′与BC交于点M,当t为何值时,PM与⊙O′相切?请说明理由.
(3)在点P从点A出发的同时,动点Q从点B出发沿BC以每秒3个单位长度的速度向点C运动,动点N从点C出发沿CA以每秒manfen5.com 满分网个单位长度的速度向点A运动,运动时间和点P相同.
①记△BPQ的面积为S,当t为何值时,S最大,最大值是多少?
②是否存在△NCQ为直角三角形的情形?若存在,求出相应的t值;若不存在,请说明理由.
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(1)由直线与x轴,y轴分别交于B,C两点,分别令x=0和y=0求出B与C的坐标,又抛物线经过B,C两点,把求出的B与C的坐标代入到二次函数的表达式里得到关于b,c的方程,联立解出b和c即可求出二次函数的解析式.又因A点是二次函数与x轴的另一交点令y=0即可求出点A的坐标. (2)连接OM,PM与⊙O′相切作为题中的已知条件来做.由直径所对的圆周角为直角可得∠OMC=90°从而得∠OMB=90°.又因为O′O是⊙O′的半径,O′O⊥OP得到OP为⊙O′的切线,然后根据从圆外一点引圆的两条切线,切线长相等可得OP=PM,根据等边对等角得∠POM=∠PMO,然后根据等角的余角相等可得∠PMB=∠OBM,再根据等角对等边得PM=PB,然后等量代换即可求出OP的长,加上OA的长即为点P运动过的路程AP,最后根据时间等于路程除以速度即可求出时间t的值. (3)①由路程等于速度乘以时间可知点P走过的路程AP=3t,则BP=15-3t,点Q走过的路程为BQ=3t,然后过点Q作QD⊥OB于点D,证△BQD∽△BCO,由相似得比列即可表示出QD的长,然后根据三角形的面积公式即可得到S关于t的二次函数关系式,然后利用t=-时对应的S的值即可求出此时的最大值. ②要使△NCQ为直角三角形,必须满足三角形中有一个直角,由BA=BC可知∠BCA=∠BAC,所以角NCQ不可能为直角,所以分两种情况来讨论:第一种,当角NQC为直角时,利用两组对应角的相等可证△NCQ∽△CAO,由相似得比例即可求出t的值;第二种当∠QNC=90°时,也是证三角形的相似,由相似得比例求出t的值. 【解析】 (1)在y=-x+9 中,令x=0,得y=9;令y=0,得x=12. ∴C(0,9),B(12,0). 又抛物线经过B,C两点,∴,解得 ∴y=-x2+x+9. 于是令y=0,得-x2+x+9=0, 解得x1=-3,x2=12.∴A(-3,0). (2)当t=3秒时,PM与⊙O′相切.连接OM. ∵OC是⊙O′的直径,∴∠OMC=90°.∴∠OMB=90°. ∵O′O是⊙O′的半径,O′O⊥OP,∴OP是⊙O′的切线. 而PM是⊙O′的切线,∴PM=PO.∴∠POM=∠PMO. 又∵∠POM+∠OBM=90°,∠PMO+∠PMB=90°,∴∠PMB=∠OBM.∴PM=PB. ∴PO=PB=OB=6.∴PA=OA+PO=3+6=9.此时t=3(秒). ∴当t=3秒,PM与⊙O′相切. (3)①过点Q作QD⊥OB于点D. ∵OC⊥OB,∴QD∥OC.∴△BQD∽△BCO.∴=. 又∵OC=9,BQ=3t,BC=15,∴=,解得QD=t. ∴S△BPQ=BP•QD=.即S=. S=.故当时,S最大,最大值为. ②存在△NCQ为直角三角形的情形. ∵BC=BA=15,∴∠BCA=∠BAC,即∠NCM=∠CAO. ∴△NCQ欲为直角三角形,∠NCQ≠90°,只存在∠NQC=90°和∠QNC=90°两种情况. 当∠NQC=90°时,∠NQC=∠COA=90°,∠NCQ=∠CAO, ∴△NCQ∽△CAO.∴=.∴=,解得t=. 当∠QNC=90°时,∠QNC=∠COA=90°,∠QCN=∠CAO, ∴△QCN∽△CAO.∴=.∴=,解得. 综上,存在△NCQ为直角三角形的情形,t的值为和.
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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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