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如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是梯形,其中A(6,0),B(3,),C...

如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是梯形,其中A(6,0),B(3,manfen5.com 满分网),C(1,manfen5.com 满分网),动点P从点O以每秒2个单位的速度向点A运动,动点Q也同时从点B沿B→C→O的线路以每秒1个单位的速度向点O运动,当点P到达A点时,点Q也随之停止,设点P,Q运动的时间为t(秒).
(1)求经过A,B,C三点的抛物线的解析式;
(2)当点Q在CO边上运动时,求△OPQ的面积S与时间t的函数关系式;
(3)以O,P,Q顶点的三角形能构成直角三角形吗?若能,请求出t的值;若不能,请说明理由;
(4)经过A,B,C三点的抛物线的对称轴、直线OB和PQ能够交于一点吗?若能,请求出此时t的值(或范围),若不能,请说明理由).

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(1)利用待定系数法求出二次函数解析式即可; (2)根据已知得出△OPQ的高,进而利用三角形面积公式求出即可; (3)根据题意得出:0≤t≤3,当0≤t≤2时,Q在BC边上运动,得出若△OPQ为直角三角形,只能是∠OPQ=90°或∠OQP=90°,当2<t≤3时,Q在OC边上运动,得出△OPQ不可能为直角三角形; (4)首先求出抛物线对称轴以及OB直线解析式和PM的解析式,得出(1-t)×=3-t-2t,恒成立,即0≤t≤2时,P,M,Q总在一条直线上,再利用2<t≤3时,求出t的值,根据t的取值范围得出答案. 【解析】 (1)设所求抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,把A(6,0),B(3,),C(1,)三点坐标代入得: , 解得:, 即所求抛物线解析式为:y=-x2+x+; (2)如图1,依据题意得出:OC=CB=2,∠COA=60°, ∴当动点Q运动到OC边时,OQ=4-t, ∴△OPQ的高为:OQ×sin60°=(4-t)×, 又∵OP=2t, ∴S=×2t×(4-t)×=-(t2-4t)(2≤t≤3); (3)根据题意得出:0≤t≤3, 当0≤t≤2时,Q在BC边上运动,此时OP=2t,OQ=, PQ==, ∵∠POQ<∠POC=60°, ∴若△OPQ为直角三角形,只能是∠OPQ=90°或∠OQP=90°, 若∠OPQ=90°,如图2,则OP2+PQ2=QO2,即4t2+3+(3t-3)2=3+(3-t)2, 解得:t1=1,t2=0(舍去), 若△OPQ为直角三角形,只能是∠OPQ=90°或∠OQP=90°, 若∠OQP=90°,如图,3,则OQ2+PQ2=PO2,即(3-t)2+6+(3t-3)2=4t2, 解得:t=2, 当2<t≤3时,Q在OC边上运动,此时QP=2t>4, ∠POQ=∠COP=60°, OQ<OC=2, 故△OPQ不可能为直角三角形, 综上所述,当t=1或t=2时,△OPQ为直角三角形; (4)由(1)可知,抛物线y=-x2+x+=-(x-2)2+, 其对称轴为x=2, 又∵OB的直线方程为y=x, ∴抛物线对称轴与OB交点为M(2,), 又∵P(2t,0) 设过P,M的直线解析式为:y=kx+b, ∴, 解得:, 即直线PM的解析式为:y=x-, 即(1-t)y=x-2t, 又0≤t≤2时,Q(3-t,),代入上式,得: (1-t)×=3-t-2t,恒成立, 即0≤t≤2时,P,M,Q总在一条直线上, 即M在直线PQ上; 当2<t≤3时,OQ=4-t,∠QOP=60°, ∴Q(,), 代入上式得:×(1-t)=-2t, 解得:t=2或t=(均不合题意,舍去). ∴综上所述,可知过点A、B、C三点的抛物线的对称轴OB和PQ能够交于一点,此时0≤t≤2.
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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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