作点A关于y轴的对称点A′,连接A′B与y轴的交于P,则此时△PAB的周长最小, 点A′的坐标为(﹣1,2),点B的坐标为(4,5), 设直线A′B的函数解析式为y=kx+b,
,得,
∴直线A′B的函数解析式为y=x+当x=0时,y=
,
),
,
即点P的坐标为(0,
将x=0代入直线y=x+1中,得y=1, ∵直线y=x+1与y轴的夹角是45°, ∴点P到直线AB的距离是:(
﹣1)×sin45°=
=
,
∴△PAB的面积是:故答案为:
.
=,
【点评】本题考查二次函数的性质、一次函数的性质、轴对称﹣最短路径问题,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
三.解答题
1.(2019?湖北省仙桃市?10分)如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC的顶点坐标分别为O(0,0),A(12,0),B(8,6),C(0,6).动点P从点O出发,以每秒3个单位长度的速度沿边OA向终点A运动;动点Q从点B同时出发,以每秒2个单位长度的速度沿边BC向终点C运动.设运动的时间为t秒,PQ2=y.
(1)直接写出y关于t的函数解析式及t的取值范围: y=25t2﹣80t+100(0≤t≤4) ; (2)当PQ=3
时,求t的值;
(3)连接OB交PQ于点D,若双曲线y=(k≠0)经过点D,问k的值是否变化?若不变化,请求出k的值;若变化,请说明理由.
【分析】(1)过点P作PE⊥BC于点E,由点P,Q的出发点、速度及方向可找出当运动时间为t秒时点P,Q的坐标,进而可得出PE,EQ的长,再利用勾股定理即可求出y关于t的函数解析式(由时间=路程÷速度可得出t的取值范围); (2)将PQ=3
代入(1)的结论中可得出关于t的一元二次方程,解之即可得出结论;
(3)连接OB,交PQ于点D,过点D作DF⊥OA于点F,利用勾股定理可求出OB的长,由BQ∥OP可得出△BDQ∽△ODP,利用相似三角形的性质结合OB=10可求出OD=6,由CB∥OA可得出∠DOF=∠OBC,在Rt△OBC中可求出sin∠OBC及cos∠OBC的值,由OF=OD?cos∠OBC,DF=OD?sin∠OBC可求出点D的坐标,再利用反比例函数图象上点的坐标特征即可求出k值,此题得解. 【解答】解:(1)过点P作PE⊥BC于点E,如图1所示.
当运动时间为t秒时(0≤t≤4)时,点P的坐标为(3t,0),点Q的坐标为(8﹣2t,6), ∴PE=6,EQ=|8﹣2t﹣3t|=|8﹣5t|,
∴PQ2=PE2+EQ2=62+|8﹣5t|2=25t2﹣80t+100, ∴y=25t2﹣80t+100(0≤t≤4). 故答案为:y=25t2﹣80t+100(0≤t≤4). (2)当PQ=3
时,25t2﹣80t+100=(3
)2,
整理,得:5t2﹣16t+11=0, 解得:t1=1,t2=
.
(3)经过点D的双曲线y=(k≠0)的k值不变.
连接OB,交PQ于点D,过点D作DF⊥OA于点F,如图2所示. ∵OC=6,BC=8, ∴OB=∵BQ∥OP,
=10.
∴△BDQ∽△ODP, ∴
=
=
=,
∴OD=6. ∵CB∥OA, ∴∠DOF=∠OBC. 在Rt△OBC中,sin∠OBC=∴OF=OD?cos∠OBC=6×=∴点D的坐标为(
,
),
×
=
.
=
=,cos∠OBC=
=
=, ,
,DF=OD?sin∠OBC=6×=
∴经过点D的双曲线y=(k≠0)的k值为
【点评】本题考查了勾股定理、解直角三角形、解一元二次方程、相似三角形的判定与性质、平行线的性质以及反比例函数图象上点的坐标特征,解题的关键是:(1)利用勾股定理,找出y关于t的函数解析式;(2)通过解一元二次方程,求出当PQ=3的值;(3)利用相似三角形的性质及解直角三角形,找出点D的坐标.
2.(2019?山东青岛?12分)已知:如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠ACB=90°,AB=10cm,BC=8cm,OD垂直平分A C.点P从点B出发,沿BA方向匀速运动,速度为1cm/s;同时,点Q从点D出发,沿DC方向匀速运动,速度为1cm/s;当一个点停止运动,另一个点也停止运动.过点P作PE⊥AB,交BC于点E,过点Q作QF∥AC,分别交AD,OD于点F,G.连接OP,EG.设运动时间为t(s)(0<t<5),解答下列问
时t
题:
(1)当t为何值时,点E在∠BAC的平分线上?
(2)设四边形PEGO的面积为S(cm2),求S与t的函数关系式;
(3)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使四边形PEGO的面积最大?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;
(4)连接OE,OQ,在运动过程中,是否存在某一时刻t,使OE⊥OQ?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)当点E在∠BAC的平分线上时,因为EP⊥AB,EC⊥AC,可得PE=EC,由此构建方程即可解决问题.
(2)根据S四边形OPEG=S△OEG+S△OPE=S△OEG+(S△OPC+S△PCE﹣S△OEC)构建函数关系式即可.
(3)利用二次函数的性质解决问题即可.
(4)证明∠EOC=∠QOG,可得tan∠EOC=tan∠QOG,推出即可解决问题.
【解答】解:(1)在Rt△ABC中,∵∠ACB=90°,AB=10cm,BC=8cm, ∴AC=
=6(cm),
=
,由此构建方程
∵OD垂直平分线段AC,
∴OC=OA=3(cm),∠DOC=90°, ∵CD∥AB, ∴∠BAC=∠DCO, ∵∠DOC=∠ACB, ∴△DOC∽△BCA, ∴
=
==
, ,
∴=
∴CD=5(cm),OD=4(cm),
∵PB=t,PE⊥AB, 易知:PE=t,BE=t, 当点E在∠BAC的平分线上时, ∵EP⊥AB,EC⊥AC, ∴PE=EC, ∴t=8﹣t, ∴t=4.
∴当t为4秒时,点E在∠BAC的平分线上. (2)如图,连接OE,PC.
S四边形OPEG=S△OEG+S△OPE=S△OEG+(S△OPC+S△PCE﹣S△OEC)
=?(4﹣t)?3+[?3?(8﹣t)+?(8﹣t)?t﹣?3?(8﹣t) =﹣t2+
t+16(0<t<5).
(3)存在. ∵S=﹣(t﹣)2+
(0<t<5),
.
∴t=时,四边形OPEG的面积最大,最大值为(4)存在.如图,连接OQ. ∵OE⊥OQ,
∴∠EOC+∠QOC=90°, ∵∠QOC+∠QOG=90°, ∴∠EOC=∠QOG, ∴tan∠EOC=tan∠QOG, ∴
=
,
∴=,
整理得:5t2﹣66t+160=0, 解得t=∴当t=
或10(舍弃) 秒时,OE⊥OQ.