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【如图,在平面直角坐标系中,直线y=43x+4分别交x轴,y轴于A,B两点,点C为OB的中点,点D在第二象限,且四边形AOCD为矩形.(1)直接写出点A,B的坐标,并求直线AB与CD交点的坐标;(2)动点P】
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更新时间:2024-04-20 21:37:35
问题描述:

如图,在平面直角坐标系中,直线y=43x+4分别交x轴,y轴于A,B两点,点C为OB的中点,点D在第二象限,且四边形AOCD为矩形.

(1)直接写出点A,B的坐标,并求直线AB与CD交点的坐标;

(2)动点P从点C出发,沿线段CD以每秒1个单位长度的速度向终点D运动;同时,动点M从点A出发,沿线段AB以每秒53个单位长度的速度向终点B运动,过点P作PH⊥OA,垂足为H,连接MP,MH.设点P的运动时间为t秒.

①若△MPH与矩形AOCD重合部分的面积为1,求t的值;

②点Q是点B关于点A的对称点,问BP+PH+HQ是否有最小值?如果有,求出相应的点P的坐标;如果没有,请说明理由.

齐星云回答:
  (1)A(-3,0),B(0,4).(1分)   当y=2时,43x+4=2,x=−32.   所以直线AB与CD交点的坐标为(−32,2).(2分)   (2)①当0<t<32时,△MPH与矩形AOCD重合部分的面积即△MPH的面积.   过点M作MN⊥OA,垂足为N.   由△AMN∽△ABO,得ANAO=AMAB.   ∵AO=3,BO=4,   ∴AB=32+42=5,   ∴AN3=53t5.   ∴AN=t.(4分)   ∴△MPH的面积为12×2(3−t−t)=3−2t.   当3-2t=1时,t=1.(5分)   当32<t≤3时,设MH与CD相交于点E,   △MPH与矩形AOCD重合部分的面积即△PEH的面积.   过点M作MG⊥AO于G,MF⊥HP交HP的延长线于点F.   FM=AG-AH=AM×cos∠BAO-(AO-HO)=321t×322−(3−t)=2t−3.   HF=GM=AM×sin∠BAO=321t×324=43t.   由△HPE∽△HFM,得326=327.   ∴328=243t.   ∴PE=320.(8分)   ∴△PEH的面积为12×2×320=320.   当320=1时,t=325.   经检验,t=325是原方程的解,   综上所述,若△MPH与矩形AOCD重合部分的面积为1,t为1或325.(9分)   ②BP+PH+HQ有最小值.   连接PB,CH,则四边形PHCB是平行四边形.   ∴BP=CH.   ∴BP+PH+HQ=CH+HQ+2.   当点C,H,Q在同一直线上时,CH+HQ的值最小.(11分)   ∵点C,Q的坐标分别为(0,2),(-6,-4),   ∴直线CQ的解析式为y=x+2,   ∴点H的坐标为(-2,0).因此点P的坐标为(-2,2).(12分)
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