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如图1 在Rt△AOB中 ∠AOB=90° ∠ABO=30° OB=4 以O点为原点 OB边所在直线为x轴

时间:2022-09-20 00:00:05

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如图1 在Rt△AOB中 ∠AOB=90° ∠ABO=30° OB=4 以O点为原点 OB边所在直线为x轴

问题补充:

如图1,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,∠ABO=30°,OB=4,以O点为原点,OB边所在直线为x轴,建立直角坐标系.在x轴上取一点D(2,0),作一个边长为2的等边△PDE,此时P点与O点重合,E点在线段AB上(如图).将△PDE沿x轴向右平移,直线AB与直线ED交于点F,回答下列问题:

(1)找出一条与OP始终相等的线段,并说明理由;

(2)设点P与原点的距离为x,此时等边△PDE与Rt△AOB重叠部分的面积为y,求y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围.(图2,图3为备用图)

答案:

解:(1)与OP始终相等的线段为EF,

证明:设等边△PDE运动到某位置时E点坐标为(x1,)(x1≥1),

则P(x1-1,0),则OP=x1-1,

∵∠EDP=60°,E在直线ED上,

∴ED的解析式为y=-(x-x1)+,

由题意可得直线AB的解析式为y=,

则直线AB和直线ED的交点F的坐标为(,-),

则EF==x1-1=OP,

∴与OP始终相等的线段为EF;

(2)设PE交AB与点G,由题意可知△PDE的面积为,

当0≤x≤2时,在图1中∠EPB+∠GBP=60°+30°=90°,

∴PE⊥AB,

∴△EFG为直角三角形,

∵∠E=60°,EF=OP=x,

∴∠EFG=30°,

∴GE=x,GF=x,

∴S△EFG=×EG×GF=×x×x=x2,

∴等边△PDE与Rt△AOB重叠部分的面积y=S△EPD-S△GFE,即y=(0≤x≤2);

当2<x≤4时,等边△PDE与Rt△AOB重叠部分的面积为S△PGB,

OP=x,则PB=4-x,所以PG=,GB=,且△PGB为直角三角形,

所以S△PGB=××=;

当x>4时,两个三角形相离,故y=0.

解析分析:(1)设出E点的坐标,从而表示出点P、F的坐标,求出线段EF的长度恰好等于OP;

(2)0≤x≤2时,设PE交AB于G,证明得出△GFE为直角三角形,又因为OP=EF,从而求出S△GFE,阴影部分面积即为S△EPD-S△GFE;2<x≤4时,重叠部分为直角△PGB的面积,由OP=x,得到PB=4-x,根据30°角所对的直角边等于斜边的一半求出PG的长,再利用30°的余弦函数值求出GB的长,利用直角边乘积的一半即可求出面积;x>4时△EFG在△AOB之外,y=0.

点评:本题考查了正三角形直角三角形面积求法及分类讨论的思想,具有较强的综合性.

如图1 在Rt△AOB中 ∠AOB=90° ∠ABO=30° OB=4 以O点为原点 OB边所在直线为x轴 建立直角坐标系.在x轴上取一点D(2 0) 作一个边长为2

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