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暑假突破:一次函数与平行四边形的代数几何综合运用问题

时间:2020-04-01 14:40:33

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暑假突破:一次函数与平行四边形的代数几何综合运用问题

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A的坐标为(-3,4),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.

(1)求直线AC的解析式;

(2)连接BM,如图2,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,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);

(3)在(2)的条件下,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.

解:(1)过点A作AE⊥x轴,垂足为E(如图(1)),

∵A(-3,4),

则AE=4,OE=3,OA=5

∵四边形ABCO为菱形,

则OC=CB=BA=OA=5,

所以点C(5,0),

设直线AC的解析式为:y=kx+b,

则有

,解得;

所以直线AC的解析式为:

(2)由(1)得M点坐标为(0,2.5), 所以;OM=2.5

如图(1),当P点在AB边上运动时,由题意得OH=4, HM=1.5

=

;

,当P点在BC边上运动时,记为P1,∵角OCM=角BCM,CO=CB,CM=CM,所以;△OMC≌△BMC, OM=BM=2.5

,角MOC=角MBC=90度;

,S=

;(3)设OP与AC相交于点Q,连接OB交AC于点K,∵角AOC=角ABC, 所以角AOM=角ABM,∵角MPB+角BCO=90度;,角BAO=角BCO,角BAO+角AOH= 90度;角MPB=角AOH,角MPB=角MBH,当P点在AB边上运动时,如图(2)∵角MPB=角MBH,则PM=BM,∵MH垂直PB,则PH=HB=

=

=2,所以PA=AH-PH=1, t=

,∵AB∥OC,所以角PAQ=角OCQ所以角AQP=角CQO,所以A△QP∽△CQO,所以;

,在Rt△AEC中,

,则;

,在Rt△OHB中,

,∵AC垂直OB,OK=KB,AK=CK,所以;

,∴

,所以;

,当P点在BC边上运动时,如图(3)∵角BHM=角PBM=90度;,角MPB=角MBH,所以;tan角MPB=tan角MBH,所以;

,即

,所以;

,所以;

,所以;PC=BC-BP=5-

,由PC∥OA,同理可证△PQC∽△OQA,所以;

,所以;

,所以;

,∵

,所以;

,综上所述,当

时,角MPB与角BCO互为余角,直线OP与直线AC所夹锐角的正切值为

,当

时,角MPB与角BCO互为余角,直线OP与直线AC所夹锐角的正切值为1。

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