动点类型经典压轴题之一
如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是平行四边形,直线l经过O、C两点,点A的坐标为(8,0),点B的坐标为(11,4),动点P在线段OA上从点O出发以每秒1个单位的速度向点A运动,同时动点Q从点A出发以每秒2个单位的速度沿A→B→C的方向向点C运动,过点P作PM垂直于x轴,与折线O-C-B相交于点M.当P、Q两点中有一点到达终点时,另一点也随之停止运动,设点P、Q运动的时间为t秒(t>0),△MPQ的面积为S。
1)点C的坐标为________,直线l的解析式为__________.
2)试求点Q与点M相遇前S与t的函数关系式,并写出相应的t的取值范围.
3)试求题(2)中当t为何值时,S的值最大,并求出S的最大值.
4)随着P、Q两点的运动,当点M在线段CB上运动时,设PM的延长线与直线l相交于点N.试探究:当t为何值时,△QMN为等腰三角形?请直接写出t的值。
(1)点C的坐标和直线l的解析式算是送分部分,不再多解释了;
(2)点Q与M相遇前,首先确定t的取值范围,
然后根据,点M和点Q分别到达C点和B点时的时间t值,
分阶段求取函数关系式,
稍微难一点的是△PMN的底和高如何确定,
既然PM是⊥x轴的,那么以PM为底无疑是比较方便的,
那么高就是点Q到PM的距离,
① 当Q到达B点之前,AQ的长度可知为2t,
那么从Q向x轴做垂线即可求出点Q的坐标,
而直线PM的位置也可以根据时间t确定,
所以就比较容易确定点Q到PM的距离,
那么面积S也就容易表示出来,要记得标注t的范围;
② 当点Q到达B点,点M到达C点之前,就是第二个阶段了,
此时点Q到PM的距离更容易表示出来,
所以同样的方法搞定即可;
③ 点M、Q都在BC上的时候,这个阶段以MQ为底无疑最轻松,
那么高就是固定的:BC与x轴的距离;
那么面积S相对更容易搞定;
(3)第三问,三个阶段,肯定对应三个阶段中都会存在一个最大S值,
那么找到那个最大的即可;
或者我们根据点M和点Q的水平运动速度,
明显点Q比M的水平速度快,
所以以PM为底的时候,点Q到达B之前,三角形的高无疑是在不断增大的,
那么首先可以确定最大面积至少是点Q到达点B开始存在的,
那么同样S的最大值肯定是存在于点M没有过C点的阶段,
所以计算范围就缩小了,
后面的计算都是同样的道理,找出最大的S即可;
(4)最后一问,可能有些同学看到等腰三角形就头疼,毕竟情况讨论是最扯淡的,
那么我们需要注意这里PM是⊥BC的,
所以∠QMN是直角,
如果等腰的话,也就只有一种情况,
也就是等腰直角存在,
那么就容易得多了,
只需要表示出MN和MQ的长度即可,
MN的长度利用三角函数搞定即可(即直线l的斜率)
MQ的长度利用运动路程即可,
但是这里需要注意还会存在一个情况讨论,
也就是点M和Q哪一个在左边,哪一个在右边,
所以表示它们之间的距离时最好带上绝对值,
如果有些同学不知道如何表示它们的距离,
这里提示一下:根据点M和点Q的路程之和,AB、BC、CD三个线段综合,二者的差值即使MQ的长度。
建立等式解方程,
如果最后点Q在左侧的情况得到的时间t让点Q不在BC上了,那就需要舍去该情况。
具体的方法路径就这些,过程同学们自己搞定吧。