(2012•湛江模擬)已知,如圖,在直角梯形COAB中,CB∥OA,以O為原點建立平面直角坐標系,A、B、C的坐標分別為A(10,0)、B(4,8)、C(0,8),D為OA的中點,動點P自A點出發(fā)沿A→B→C→O的路線移動,速度為每秒1個單位,移動時間記為t秒.
(1)求過點O、B、A三點的拋物線的解析式;
(2)求AB的長;若動點P在從A到B的移動過程中,設△APD的面積為S,寫出S與t的函數(shù)關系式,并指出自變量t的取值范圍;
(3)動點P從A出發(fā),幾秒鐘后線段PD將梯形COAB的面積分成1:3兩部分?求出此時P點的坐標.
分析:(1)設所求拋物線的解析式為y=ax2+bx+c(a≠0),把A(10,0)、B(4,8)、C(0,8)三點代入即可求出a、b、c的值,進而得出該拋物線的解析式;
(2)作BE⊥OA與E,OE=BC=4,在Rt△ABE中利用勾股定理求出AB的長,作OF⊥AB于F,DH⊥AB于H,
由OA•BE=AB•OF可求出OF及DH的長,進而可得出結論;
(3)先求出COAB的面積,由于點P的位置不能確定,故應分兩種情況進行討論:(i)當點P在AB上時,設點P的坐標為(x,y),由S△APD=
1
4
S梯形COAB,得
1
2
OD•y=
1
4
×56故可求出y的值,由S△APD=
1
2
AP•DH=
1
2
t×4=14求出t的值,作BG⊥OA于G,由勾股定理即可得出x的值,進而得出結論;
(ii)當點P在OC上時,設點P的坐標為(0,y).由S△APD=
1
4
S梯形COAB,得
1
2
AD•y=
1
4
×56故可求出y的值,此時t=10+4+(8-
28
5
)=16
2
5
,由此可得出點P2的坐標.
解答:解:(1)設所求拋物線的解析式為y=ax2+bx+c(a≠0)
依題意,得
c=0
100a+10b=0
16a+4b=8

解得
a=-
1
3
b=
10
3
c=0
,
故所求拋物線的解析式為y=-
1
3
x2+
10
3
x;

(2)作BE⊥OA與E,OE=BC=4,
∵在Rt△ABE中,AE=OA-OE=6,BE=OC=8,
∴AB=
AE2+BE2
=10.
解法一:作OF⊥AB于F,DH⊥AB于H,
∵OA•BE=AB•OF,
∴OF=
OA•BE
AB
=8,DH=
1
2
OF=4,
∴S=
1
2
AP•DH=
1
2
t×4=2t(0≤t≤10);
解法二:∵
S△APD
S△ABD
=
AP
AB
,S△ABD=
1
2
AD•BE=
1
2
×5×8=20.
S
20
=
t
10

∴S=2t(0≤t≤10);

(3)點P只能在AB或OC上才能滿足題意,
S梯形COAB=
1
2
(BC+OA)•OC=
1
2
×(4+10)×8=56,
(。┊旤cP在AB上時,設點P的坐標為(x,y),
由S△APD=
1
4
S梯形COAB,
1
2
OD•y=
1
4
×56,解得y=
28
5
,
由S△APD=
1
2
AP•DH=
1
2
t×4=14,得t=7.
此時,作BG⊥OA于G,由勾股定理得(AO-x)2+y2=AP2,即(10-x)2+(
28
5
2=72,
解得x=
29
5
,即在7秒時有點P1
29
5
,
28
5
)滿足題意;
(ⅱ)當點P在OC上時,設點P的坐標為(0,y).
由S△APD=
1
4
S梯形COAB,得
1
2
AD•y=
1
4
×56,解得y=
28
5
,
此時t=10+4+(8-
28
5
)=16
2
5
.   即在t=16
2
5
秒時,有點P2(0,
28
5
)滿足題意;
綜上,在7秒時有點P1
29
5
28
5
),在16
2
5
秒時有點P2(0,
28
5
)使PD將梯形COAB的面積分成1:3的兩部分.
點評:本題考查的是二次函數(shù)綜合題,此題涉及到用待定系數(shù)法求二次函數(shù)的解析式、梯形的面積公式及三角形的面積公式,根據(jù)題意作出輔助線,構造出三角形及梯形的高是解答此題的關鍵.
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1.7×104
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