(2008•黃岡)已知:如圖,在直角梯形COAB中,OC∥AB,以O(shè)為原點建立平面直角坐標系,A,B,C三點的坐標分別為A(8,0),B(8,10),C(0,4),點D為線段BC的中點,動點P從點O出發(fā),以每秒1個單位的速度,沿折線OABD的路線移動,移動的時間為t秒.
(1)求直線BC的解析式;
(2)若動點P在線段OA上移動,當t為何值時,四邊形OPDC的面積是梯形COAB面積的;
(3)動點P從點O出發(fā),沿折線OABD的路線移動過程中,設(shè)△OPD的面積為S,請直接寫出S與t的函數(shù)關(guān)系式,并指出自變量t的取值范圍;
(4)試探究:當動點P在線段AB上移動時,能否在線段OA上找到一點Q,使四邊形CQPD為矩形?并求出此時動點P的坐標.

【答案】分析:(1)可根據(jù)點B,C的坐標,用待定系數(shù)法來求出直線BC的解析式;
(2)可先計算出梯形面積的,也就求出了四邊形COPD的面積.有OC的長,D是BC的中點,如果過D作梯形的中位線,可求出三角形OCD中,OC邊上的高應(yīng)該是4,由此可求出三角形OCD的面積,也就能表示出OPD的面積,然后再用OP的值表示出三角形OPD的面積,得出關(guān)于t的方程,即可求出此時t的值;
(3)本題要分三種情況進行討論:
①當P在OA上時,即0<t<8時,如果過D作OA的垂線DE,垂直為E,那么DE就是梯形的中位線,即DE=7,要表示三角形OPD的面積,還需知道OP的長,可以根據(jù)P點的速度,用時間t表示出OP,這樣可根據(jù)三角形的面積公式求出關(guān)于S,t的函數(shù)關(guān)系式.

②當P在AB上時,即8≤t<18時,三角形OPD的面積可以用四邊形OAPD的面積-三角形OAP的面積來表示,而四邊形OAPD的面積可分成梯形DEAP和三角形OED兩部分來求,而OE,AE,DE,AB都是定值,因此可求出四邊形OAPD的面積,三角形OAP中,可用t表示出AP的長,進而可用t表示出三角形OAP的面積,然后根據(jù)三角形OPD的面積S=四邊形OAPD的面積-三角形OAP的面積,即可得出關(guān)于S,t的函數(shù)關(guān)系式;
③當P在BD上時,即18<t<23時,三角形OPD的面積可用三角形OCP的面積-三角形OCD的面積來求,三角形OPC中,可過P作OC的垂線PH,可根據(jù)AB∥OC,得出∠BCH的正弦值,然后用t表示出CP,那么在直角三角形OPH中可以求出OC邊上的高PH的表達式,那么就能表示出三角形OPC的面積,三角形OCD中,OC的值已知,而OC邊上的高就是OE,那么也可求出三角形OCD的面積,然后可根據(jù)三角形OPD的面積=三角形OPC的面積-三角形OCD的面積來求出關(guān)于S,t的函數(shù)關(guān)系式;

(4)先假設(shè)存在這樣的點P,那么四邊形CQPD是矩形,可得出CD=QP=BD=5,∠QPD=∠PDC=90°,要求此時t的值,首先就要求出AP的長,根據(jù)∠QPD=∠BDP=∠QAP=90°,不難得出三角形AQP與三角形DPB相似,那么可得出關(guān)于BD,BP,AP,QP的比例關(guān)系,而BD,QP的長已求出,AP+PB=AB=10,因此可求出此時AP,PB的長,然后判定一下此時四邊形QPDC是矩形的結(jié)論是否成立,如果成立可根據(jù)AP的長求出t的長.
解答:解:(1)設(shè)BC所在直線的解析式為y=kx+b,
因為直線BC過B(8,10),C(0,4)兩點,可得:
,
解得k=,b=4,
因此BC所在直線的解析式是y=x+4;

(2)過D作DE⊥OA,
則DE為梯形OABC的中位線,OC=4,AB=10,
則DE=7,又OA=8,得S梯形OABC=56,
則四邊形OPDC的面積為16,S△COD=8,
∴S△POD=8,
•t×7=8,
得t=;

(3)分三種情況
①0<t≤8,(P在OA上)
S三角形OPD=t
②8<t≤18,(P在AB上)
S三角形OPD=S梯形OCBA-S三角形OCD-S三角形OAP-S角形PBD
=56-8-4(t-8)-2(18-t)=44-2t
(此時AP=t-8,BP=18-t)
③過D點作DM垂直y軸與M點
∴CM=3,DM=4,CD=5,
∴∠BCH的正弦值為
CP長為28-t
∴PH=22.4-0.8t
S三角形OPD=S三角形OPC-S三角形ODC
=×4(22.4-0.8t)-8
=-t;

(4)不能.理由如下:作CM⊥AB交AB于M,
則CM=OA=8,AM=OC=4,
∴MB=6.
∴在Rt△BCM中,BC=10,
∴CD=5,
若四邊形CQPD為矩形,則PQ=CD=5,
且PQ∥CD,
∴Rt△PAQ∽Rt△BDP,
設(shè)BP=x,則PA=10-x,

化簡得x2-10x+25=0,x=5,即PB=5,
∴PB=BD,這與△PBD是直角三角形不相符因此四邊形CQPD不可能是矩形.
點評:本題主要考查了梯形的性質(zhì),矩形的判定,相似三角形的判定和性質(zhì)以及一次函數(shù)的綜合應(yīng)用,要注意的是(3)中,要根據(jù)P點的不同位置進行分類求解.
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(2)若動點P在線段OA上移動,當t為何值時,四邊形OPDC的面積是梯形COAB面積的;
(3)動點P從點O出發(fā),沿折線OABD的路線移動過程中,設(shè)△OPD的面積為S,請直接寫出S與t的函數(shù)關(guān)系式,并指出自變量t的取值范圍;
(4)試探究:當動點P在線段AB上移動時,能否在線段OA上找到一點Q,使四邊形CQPD為矩形?并求出此時動點P的坐標.

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