试题

题目:
如图,已知直线L1的解析式为y=1.5x+6,直线L1与x轴、y轴分别相交于A、B两点,直线L2经过B、C两点,点C的坐标为(8,0),又已知点P在x轴上从点A向点C移动,点Q在青果学院直线L2从点C向点B移动(一点到达终点,另一点即停止运动).点P、Q同时出发,移动的速度都为每秒1个单位长度,设移动时间为t秒.
(1)求直线L2的解析式;
(2)设△PCQ的面积为S,请求出S关于t的函数关系式;
(3)是否存在某一时刻,当过P、Q两点的直线平分△OCB的周长时,△PCQ的面积达到最大?若存在,求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由;
(4)试探究:当t为何值时,△PCQ为等腰三角形?
答案
青果学院解:(1)y=-
3
4
x+6.

(2)过点Q作QE⊥AC于点E,
OB=6,OC=8,∴BC=10,PC=12-t·1,
QE⊥AC,BO⊥AC,∴△QCE∽△BOC,
QE
BO
=
CQ
CB
QE
6
=
t
10
,∴QE=
6
10
t=
3
5
t

∴S=
1
2
PC·QE=
1
2
(12-t)·
3
5
t=-
3
10
t2+
18
5
t.

(3)存在,
S=-
3
10
t2+
18
5
t=-
3
10
(t-6)2+10.8,
∴当t=2时,S有最大值,最大值为10.8,此时CP=6,CQ=6,
∴L△CBO=6+8+10=24,∴CP+CQ=12,
△QCE∽△BOC,∴
QE
BO
=
CQ
BC
=
CE
CO
,即
QE
6
=
6
10
=
CE
8

∴QE=
18
5
,CE=
24
5

∴OE=OC-CE=8-
24
5
=
16
5

∴点Q的坐标为(
16
5
18
5
).

(4)①当CP=CQ时,△PQC为等腰三角形;
∵AP=CQ=t,CP=12-t,
∴t=12-t,即t=6,当PQ=CQ时,△PQC为等腰三角形;
②PQ=CQ,QE⊥OC,
∴CE=PE=
1
2
(12-t)
∵△CQE∽△CBO,
CQ
CB
=
CE
CO
,即
t
10
=
1
2
(12-t)
8

∴t=
60
13

③当PQ=CP时,△PQC为等腰三角形,过点P作PH⊥BC于点H,
则CH=HQ=
1
2
t,∠CHP=∠COB=90°,∠PCH=∠BCO,∴△CHP∽△COB,
CH
OC
=
CP
CB
,即
1
2
t
8
=
12-t
10
,∴t=
96
13

综上所述t=6,t=
60
13
,t=
96
13
时,△PQC为等腰三角形.
青果学院解:(1)y=-
3
4
x+6.

(2)过点Q作QE⊥AC于点E,
OB=6,OC=8,∴BC=10,PC=12-t·1,
QE⊥AC,BO⊥AC,∴△QCE∽△BOC,
QE
BO
=
CQ
CB
QE
6
=
t
10
,∴QE=
6
10
t=
3
5
t

∴S=
1
2
PC·QE=
1
2
(12-t)·
3
5
t=-
3
10
t2+
18
5
t.

(3)存在,
S=-
3
10
t2+
18
5
t=-
3
10
(t-6)2+10.8,
∴当t=2时,S有最大值,最大值为10.8,此时CP=6,CQ=6,
∴L△CBO=6+8+10=24,∴CP+CQ=12,
△QCE∽△BOC,∴
QE
BO
=
CQ
BC
=
CE
CO
,即
QE
6
=
6
10
=
CE
8

∴QE=
18
5
,CE=
24
5

∴OE=OC-CE=8-
24
5
=
16
5

∴点Q的坐标为(
16
5
18
5
).

(4)①当CP=CQ时,△PQC为等腰三角形;
∵AP=CQ=t,CP=12-t,
∴t=12-t,即t=6,当PQ=CQ时,△PQC为等腰三角形;
②PQ=CQ,QE⊥OC,
∴CE=PE=
1
2
(12-t)
∵△CQE∽△CBO,
CQ
CB
=
CE
CO
,即
t
10
=
1
2
(12-t)
8

∴t=
60
13

③当PQ=CP时,△PQC为等腰三角形,过点P作PH⊥BC于点H,
则CH=HQ=
1
2
t,∠CHP=∠COB=90°,∠PCH=∠BCO,∴△CHP∽△COB,
CH
OC
=
CP
CB
,即
1
2
t
8
=
12-t
10
,∴t=
96
13

综上所述t=6,t=
60
13
,t=
96
13
时,△PQC为等腰三角形.
考点梳理
一次函数综合题.
(1)因为直线L1的解析式为y=1.5x+6,直线L1与x轴、y轴分别相交于A、B两点,所以分别令y=0,x=0,即可求出A、B的坐标,又因直线L2经过B、C两点,B的坐标已经求出,点C的坐标为(8,0),所以利用待定系数法结合方程组即可求出L2的解析式;
(2)要求△PCQ的面积S,需求出PC上的高,因此需过点Q作QE⊥AC于点E,因为OB=6,OC=8,利用勾股定理可得BC=10,PC=12-t·1,因为QE⊥AC,BO⊥AC,所以可得△QCE∽△BOC,利用相似三角形对应边的比等于相似比可得
QE
BO
=
CQ
CB
,所以QE=
6
10
t,S=
1
2
PC·QE=
1
2
(12-t)·
3
5
t,整理即可;
(3)由(2)知S=-
3
10
t2+
18
5
t=-
3
10
(t-6)2+10.8,利用二次函数最值的求法可知当t=6时,S有最大值,最大值为10.8,此时CP=6,CQ=6,L△CBO=6+8+10=24,利用CP+CQ=12,从而可判断此时直线PQ将三角形的周长平分,接下来求Q的坐标:
由(2)中△QCE∽△BOC,可得
QE
BO
=
CQ
BC
=
CE
CO
,即
QE
6
=
6
10
=
CE
8
.所以QE=
18
5
,CE=
24
5
,OE=OC-CE=8-
24
5
=
16
5
,即点Q的坐标为(
16
5
18
5
);
(4)因为△PCQ为等腰三角形,所以需分情况讨论:
①当CP=CQ时,△PQC为等腰三角形,因为AP=CQ=t,CP=12-t,所以t=12-t,解之即可;
②当PQ=CQ时,因为QE⊥OC,所以CE=OE=
1
2
(12-t),利用△CQE∽△CBO,可得
CQ
CB
=
CE
CO
,代入相关数据即可求出t的值;
③当PQ=CP时,△PQC为等腰三角形,可过点P作PH⊥BC于点H,利用等腰三角形的三线合一可得CH=HQ=
1
2
t,因为∠CHP=∠COB=90°,∠PCH=∠BCO,可得△CHP∽△COB,所以
CH
OC
=
CP
CB
,代入相关数据即可求出t的值.
本题是一道综合性较强的题目,需仔细分析题意,利用一次函数和相似三角形的知识来解决问题,另外要注意解决这类问题常用到分类讨论、数形结合、方程和转化等数学思想方法.
压轴题;开放型.
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