42、(2013•濱州壓軸題)根據(jù)要求,解答下列問題:(1)已知直線l1的函數(shù)表達(dá)式為y=x,請直接寫出過原點(diǎn)且與l1垂直的直線l2的函數(shù)表達(dá)式;(2)如圖,過原點(diǎn)的直線l3向上的方向與x軸的正方向所成的角為30°.①求直線l3的函數(shù)表達(dá)式;②把直線l3繞原點(diǎn)O按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)90°得到的直線l4,求直線l4的函數(shù)表達(dá)式.(3)分別觀察(1)(2)中的兩個(gè)函數(shù)表達(dá)式,請猜想:當(dāng)兩直線垂直時(shí),它們的函數(shù)表達(dá)式中自變量的系數(shù)之間有何關(guān)系?請根據(jù)猜想結(jié)論直接寫出過原點(diǎn)且與直線y=? 垂直的直線l5的函數(shù)表達(dá)式.
考點(diǎn):一次函數(shù)綜合題.分析:(1)根據(jù)題意可直接得出l2的函數(shù)表達(dá)式;(2)①先設(shè)直線l3的函數(shù)表達(dá)式為y=k1x(k1≠0),根據(jù)過原點(diǎn)的直線l3向上的方向與x軸的正方向所成的角為30°,直線過一、三象限,求出k1=tan30°,從而求出直線l3的函數(shù)表達(dá)式;②根據(jù)l3與l4的夾角是為90°,求出l4與x軸的夾角是為60°,再設(shè)l4的解析式為y=k2x(k2≠0),根據(jù)直線l4過二、四象限,求出k2=?tan60°,從而求出直線l4的函數(shù)表達(dá)式;(3)通過觀察(1)(2)中的兩個(gè)函數(shù)表達(dá)式可得出它們的函數(shù)表達(dá)式中自變量的系數(shù)互為負(fù)倒數(shù)關(guān)系,再根據(jù)這一關(guān)系即可求出與直線y=? 垂直的直線l5的函數(shù)表達(dá)式.解答:解:(1)根據(jù)題意得:y=?x;
(2)①設(shè)直線l3的函數(shù)表達(dá)式為y=k1x(k1≠0),∵過原點(diǎn)的直線l3向上的方向與x軸的正方向所成的角為30°,直線過一、三象限,∴k1=tan30°= ,∴直線l3的函數(shù)表達(dá)式為y= x;②∵l3與l4的夾角是為90°,∴l(xiāng)4與x軸的夾角是為60°,設(shè)l4的解析式為y=k2x(k2≠0),∵直線l4過二、四象限,∴k2=?tan60°=? ,∴直線l4的函數(shù)表達(dá)式為y=? x;
(3)通過觀察(1)(2)中的兩個(gè)函數(shù)表達(dá)式可知,當(dāng)兩直線互相垂直時(shí),它們的函數(shù)表達(dá)式中自變量的系數(shù)互為負(fù)倒數(shù)關(guān)系,∴過原點(diǎn)且與直線y=? 垂直的直線l5的函數(shù)表達(dá)式為y=5x.點(diǎn)評:此題考查了一次函數(shù)的綜合,用到的知識點(diǎn)是銳角三角函數(shù)、一次函數(shù)的解析式的求法,關(guān)鍵是根據(jù)銳角三角函數(shù)求出k的值,做綜合性的題要與幾何圖形相結(jié)合,更直觀一些. 43、(2013•攀枝花壓軸題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,四邊形ABCD是梯形,AB∥CD,點(diǎn)B(10,0),C(7,4).直線l經(jīng)過A,D兩點(diǎn),且sin∠DAB= .動點(diǎn)P在線段AB上從點(diǎn)A出發(fā)以每秒2個(gè)單位的速度向點(diǎn)B運(yùn)動,同時(shí)動點(diǎn)Q從點(diǎn)B出發(fā)以每秒5個(gè)單位的速度沿B→C→D的方向向點(diǎn)D運(yùn)動,過點(diǎn)P作P垂直于x軸,與折線A→D→C相交于點(diǎn),當(dāng)P,Q兩點(diǎn)中有一點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動.設(shè)點(diǎn)P,Q運(yùn)動的時(shí)間為t秒(t>0),△PQ的面積為S.[:Zxxk.Co](1)點(diǎn)A的坐標(biāo)為。?4,0) ,直線l的解析式為 y=x+4;(2)試求點(diǎn)Q與點(diǎn)相遇前S與t的函數(shù)關(guān)系式,并寫出相應(yīng)的t的取值范圍;(3)試求(2)中當(dāng)t為何值時(shí),S的值最大,并求出S的最大值;(4)隨著P,Q兩點(diǎn)的運(yùn)動,當(dāng)點(diǎn)在線段DC上運(yùn)動時(shí),設(shè)P的延長線與直線l相交于點(diǎn)N,試探究:當(dāng)t為何值時(shí),△QN為等腰三角形?請直接寫出t的值.
考點(diǎn):一次函數(shù)綜合題.分析:(1)利用梯形性質(zhì)確定點(diǎn)D的坐標(biāo),利用sin∠DAB= 特殊三角函數(shù)值,得到△AOD為等腰直角三角形,從而得到點(diǎn)A的坐標(biāo);由點(diǎn)A、點(diǎn)D的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出直線l的解析式;(2)解答本問,需要弄清動點(diǎn)的運(yùn)動過程:①當(dāng)0<t≤1時(shí),如答圖1所示;②當(dāng)1<t≤2時(shí),如答圖2所示;③當(dāng)2<t< 時(shí),如答圖3所示.[:學(xué)科網(wǎng)ZXXK](3)本問考查二次函數(shù)與一次函數(shù)在指定區(qū)間上的極值,根據(jù)(2)中求出的S表達(dá)式與取值范圍,逐一討論計(jì)算,最終確定S的最大值;(4)△QN為等腰三角形的情形有兩種,需要分類討論,避免漏解.解答:解:(1)∵C(7,4),AB∥CD,∴D(0,4).∵sin∠DAB= ,∴∠DAB=45°,∴OA=OD=4,∴A(?4,0).設(shè)直線l的解析式為:y=kx+b,則有,解得:k=1,b=4,∴y=x+4.∴點(diǎn)A坐標(biāo)為(?4,0),直線l的解析式為:y=x+4.
(2)在點(diǎn)P、Q運(yùn)動的過程中:①當(dāng)0<t≤1時(shí),如答圖1所示:過點(diǎn)C作CF⊥x軸于點(diǎn)F,則CF=4,BF=3,由勾股定理得BC=5.過點(diǎn)Q作QE⊥x軸于點(diǎn)E,則BE=BQ•cos∠CBF=5t• =3t.∴PE=PB?BE=(14?2t)?3t=14?5t,S= P•PE= ×2t×(14?5t)=?5t2+14t;②當(dāng)1<t≤2時(shí),如答圖2所示:過點(diǎn)C、Q分別作x軸的垂線,垂足分別為F,E,則CQ=5t?5,PE=AF?AP?EF=11?2t?(5t?5)=16?7t,S= P•PE= ×2t×(16?7t)=?7t2+16t;③當(dāng)點(diǎn)與點(diǎn)Q相遇時(shí),D+CQ=CD=7,即(2t?4)+(5t?5)=7,解得t= .當(dāng)2<t< 時(shí),如答圖3所示:Q=CD?D?CQ=7?(2t?4)?(5t?5)=16?7t,S= P•Q= ×4×(16?7t)=?14t+32.
(3)①當(dāng)0<t≤1時(shí),S=?5t2+14t=?5(t? )2+ ,∵a=?5<0,拋物線開口向下,對稱軸為直線t= ,∴當(dāng)0<t≤1時(shí),S隨t的增大而增大,∴當(dāng)t=1時(shí),S有最大值,最大值為9;②當(dāng)1<t≤2時(shí),S=?7t2+16t=?7(t? )2+ ,∵a=?7<0,拋物線開口向下,對稱軸為直線t= ,∴當(dāng)t= 時(shí),S有最大值,最大值為 ;③當(dāng)2<t< 時(shí),S=?14t+32∵k=?14<0,∴S隨t的增大而減。又∵當(dāng)t=2時(shí),S=4;當(dāng)t= 時(shí),S=0,∴0<S<4.綜上所述,當(dāng)t= 時(shí),S有最大值,最大值為 .
(4)△QN為等腰三角形,有兩種情形:①如答圖4所示,點(diǎn)在線段CD上,Q=CD?D?CQ=7?(2t?4)?(5t?5)=16?7t,N=D=2t?4,由N=Q,得16?7t=2t?4,解得t= ;②如答圖5所示,當(dāng)點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn),同時(shí)當(dāng)Q剛好運(yùn)動至終點(diǎn)D,此時(shí)△QN為等腰三角形,t= .故當(dāng)t= 或t= 時(shí),△QN為等腰三角形.點(diǎn)評:本題是典型的運(yùn)動型綜合題,難度較大,解題關(guān)鍵是對動點(diǎn)運(yùn)動過程有清晰的理解.第(3)問中,考查了指定區(qū)間上的函數(shù)極值,增加了試題的難度;另外,分類討論的思想貫穿(2)?(4)問始終,同學(xué)們需要認(rèn)真理解并熟練掌握.
44、(2013•寧波壓軸題)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,4),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(4,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)為(?4,0),點(diǎn)P在射線AB上運(yùn)動,連結(jié)CP與y軸交于點(diǎn)D,連結(jié)BD.過P,D,B三點(diǎn)作⊙Q與y軸的另一個(gè)交點(diǎn)為E,延長DQ交⊙Q于點(diǎn)F,連結(jié)EF,BF.(1)求直線AB的函數(shù)解析式;(2)當(dāng)點(diǎn)P在線段AB(不包括A,B兩點(diǎn))上時(shí).①求證:∠BDE=∠ADP;②設(shè)DE=x,DF=y.請求出y關(guān)于x的函數(shù)解析式;(3)請你探究:點(diǎn)P在運(yùn)動過程中,是否存在以B,D,F(xiàn)為頂點(diǎn)的直角三角形,滿足兩條直角邊之比為2:1?如果存在,求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo):如果不存在,請說明理由.
考點(diǎn):一次函數(shù)綜合題.分析:(1)設(shè)直線AB的函數(shù)解析式為y=kx+4,把(4,0)代入即可;(2)①先證出△BOD≌△COD,得出∠BOD=∠CDO,再根據(jù)∠CDO=∠ADP,即可得出∠BDE=∠ADP,②先連結(jié)PE,根據(jù)∠ADP=∠DEP+∠DPE,∠BDE=∠ABD+∠OAB,∠ADP=∠BDE,∠DEP=∠ABD,得出∠DPE=∠OAB,再證出∠DFE=∠DPE=45°,最后根據(jù)∠DEF=90°,得出△DEF是等腰直角三角形,從而求出DF= DE,即y= x;(3)當(dāng) =2時(shí),過點(diǎn)F作FH⊥OB于點(diǎn)H,則∠DBO=∠BFH,再證出△BOD∽△FHB, = = =2,得出FH=2,OD=2BH,再根據(jù)∠FHO=∠EOH=∠OEF=90°,得出四邊形OEFH是矩形,OE=FH=2,EF=OH=4?OD,根據(jù)DE=EF,求出OD的長,從而得出直線CD的解析式為y=x+,最后根據(jù) 求出點(diǎn)P的坐標(biāo)即可;當(dāng) =時(shí),連結(jié)EB,先證出△DEF是等腰直角三角形,過點(diǎn)F作FG⊥OB于點(diǎn)G,同理可得△BOD∽△FGB, = = =,得出FG=8,OD=BG,再證出四邊形OEFG是矩形,求出OD的值,再求出直線CD的解析式,最后根據(jù) 即可求出點(diǎn)P的坐標(biāo).解答:解:(1)設(shè)直線AB的函數(shù)解析式為y=kx+4,代入(4,0)得:4k+4=0,解得:k=?1,則直線AB的函數(shù)解析式為y=?x+4;
(2)①由已知得:OB=OC,∠BOD=∠COD=90°,又∵OD=OD,∴△BOD≌△COD,∴∠BOD=∠CDO,∵∠CDO=∠ADP,∴∠BDE=∠ADP,②連結(jié)PE,∵∠ADP是△DPE的一個(gè)外角,∴∠ADP=∠DEP+∠DPE,∵∠BDE是△ABD的一個(gè)外角,∴∠BDE=∠ABD+∠OAB,∵∠ADP=∠BDE,∠DEP=∠ABD,∴∠DPE=∠OAB,∵OA=OB=4,∠AOB=90°,∴∠OAB=45°,∴∠DPE=45°,∴∠DFE=∠DPE=45°,∵DF是⊙Q的直徑,∴∠DEF=90°,∴△DEF是等腰直角三角形,∴DF= DE,即y= x;
(3)當(dāng)BD:BF=2:1時(shí),過點(diǎn)F作FH⊥OB于點(diǎn)H,∵∠DBO+∠OBF=90°,∠OBF+∠BFH=90°,∴∠DBO=∠BFH,又∵∠DOB=∠BHF=90°,∴△BOD∽△FHB,∴ = = =2,∴FH=2,OD=2BH,∵∠FHO=∠EOH=∠OEF=90°,∴四邊形OEFH是矩形,∴OE=FH=2,∴EF=OH=4?OD,∵DE=EF,∴2+OD=4?OD,解得:OD=,∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(0,),∴直線CD的解析式為y=x+,由 得: ,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,2);當(dāng) =時(shí),連結(jié)EB,同(2)①可得:∠ADB=∠EDP,而∠ADB=∠DEB+∠DBE,∠EDP=∠DAP+∠DPA,∵∠DEP=∠DPA,∴∠DBE=∠DAP=45°,∴△DEF是等腰直角三角形,過點(diǎn)F作FG⊥OB于點(diǎn)G,同理可得:△BOD∽△FGB,∴ = = =,∴FG=8,OD=BG,∵∠FGO=∠GOE=∠OEF=90°,∴四邊形OEFG是矩形,∴OE=FG=8,∴EF=OG=4+2OD,∵DE=EF,∴8?OD=4+2OD,OD= ,∴點(diǎn)D的坐標(biāo)為(0,? ),直線CD的解析式為:y=? x? ,由 得: ,∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(8,?4),綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,2)或(8,?4).點(diǎn)評:此題考查了一次函數(shù)的綜合,用到的知識點(diǎn)是一次函數(shù)、矩形的性質(zhì)、圓的性質(zhì),關(guān)鍵是綜合運(yùn)用有關(guān)知識作出輔助線,列出方程組.
45、(2013濟(jì)寧壓軸題)如圖,直線y=?x+4與坐標(biāo)軸分別交于點(diǎn)A、B,與直線y=x交于點(diǎn)C.在線段OA上,動點(diǎn)Q以每秒1個(gè)單位長度的速度從點(diǎn)O出發(fā)向點(diǎn)A做勻速運(yùn)動,同時(shí)動點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā)向點(diǎn)O做勻速運(yùn)動,當(dāng)點(diǎn)P、Q其中一點(diǎn)停止運(yùn)動時(shí),另一點(diǎn)也停止運(yùn)動.分別過點(diǎn)P、Q作x軸的垂線,交直線AB、OC于點(diǎn)E、F,連接EF.若運(yùn)動時(shí)間為t秒,在運(yùn)動過程中四邊形PEFQ總為矩形(點(diǎn)P、Q重合除外).(1)求點(diǎn)P運(yùn)動的速度是多少?(2)當(dāng)t為多少秒時(shí),矩形PEFQ為正方形?(3)當(dāng)t為多少秒時(shí),矩形PEFQ的面積S最大?并求出最大值.考點(diǎn):一次函數(shù)綜合題.分析:(1)根據(jù)直線y=?x+4與坐標(biāo)軸分別交于點(diǎn)A、B,得出A,B點(diǎn)的坐標(biāo),再利用EP∥BO,得出 = =,據(jù)此可以求得點(diǎn)P的運(yùn)動速度;(2)當(dāng)PQ=PE時(shí),以及當(dāng)PQ=PE時(shí),矩形PEFQ為正方形,分別求出即可;(3)根據(jù)(2)中所求得出s與t的函數(shù)關(guān)系式,進(jìn)而利用二次函數(shù)性質(zhì)求出即可.解答:解:(1)∵直線y=?x+4與坐標(biāo)軸分別交于點(diǎn)A、B,∴x=0時(shí),y=4,y=0時(shí),x=8,∴ ==,當(dāng)t秒時(shí),QO=FQ=t,則EP=t,∵EP∥BO,∴ = =,∴AP=2t,∵動點(diǎn)Q以每秒1個(gè)單位長度的速度從點(diǎn)O出發(fā)向點(diǎn)A做勻速運(yùn)動,∴點(diǎn)P運(yùn)動的速度是每秒2個(gè)單位長度;(2)如圖1,當(dāng)PQ=PE時(shí),矩形PEFQ為正方形,則∵OQ=FQ=t,PA=2t,∴QP=8?t?2t=8?3t,∴8?3t=t,解得:t=2,如圖2,當(dāng)PQ=PE時(shí),矩形PEFQ為正方形,∵OQ=t,PA=2t,∴OP=8?2t,∴QP=t?(8?2t)=3t?8,∴t=3t?8,解得:t=4;(3)如圖1,當(dāng)Q在P點(diǎn)的左邊時(shí),∵OQ=t,PA=2t,∴QP=8?t?2t=8?3t,∴S矩形PEFQ=QP•QF=(8?3t)•t=8t?3t2,當(dāng)t=? =時(shí),S矩形PEFQ的最大值為: =4,如圖2,當(dāng)Q在P點(diǎn)的右邊時(shí),∵OQ=t,PA=2t,∴QP=t?(8?2t)=3t?8,∴S矩形PEFQ=QP•QE=(3t?8)•t=3t2?8t,∵當(dāng)點(diǎn)P、Q其中一點(diǎn)停止運(yùn)動時(shí),另一點(diǎn)也停止運(yùn)動,∴0≤t≤4,當(dāng)t=? =時(shí),S矩形PEFQ的最小,∴t=4時(shí),S矩形PEFQ的最大值為:3×42?8×4=16,綜上所述,當(dāng)t=4時(shí),S矩形PEFQ的最大值為:16.點(diǎn)評:此題主要考查了二次函數(shù)與一次函數(shù)的綜合應(yīng)用,得出P,Q不同的位置進(jìn)行分類討論得出是解題關(guān)鍵.
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