Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，直線y=-4與x軸交于點(diǎn)A，與y軸交于點(diǎn)B，點(diǎn)P從點(diǎn)O出發(fā)沿OA以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)的速度向點(diǎn)A勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)點(diǎn)A后立刻以原來(lái)的速度沿AO返回；點(diǎn)Q從A出發(fā)沿AB以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)的速度向點(diǎn)B勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)點(diǎn)P、Q運(yùn)動(dòng)時(shí)，DE保持垂直平分PQ，且交PQ于點(diǎn)D，交折線QB-BO-OP于點(diǎn)E．點(diǎn)P、Q同時(shí)出發(fā)，當(dāng)點(diǎn)Q到達(dá)點(diǎn)B時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)P也隨之停止，設(shè)點(diǎn)P、Q運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒（t＞0）．
（1）點(diǎn)Q的坐標(biāo)是（______，______）（用含t的代數(shù)式表示）；
（2）當(dāng)點(diǎn)E在BO上時(shí)，四邊形QBED能否為直角梯形？若能，求出t的值；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由；
（3）當(dāng)t為何值時(shí)，直線DE經(jīng)過(guò)點(diǎn)O．

Answer 1

解：（1）過(guò)點(diǎn)Q作QF⊥OA于點(diǎn)F，
∵直線y=-4與x軸交于點(diǎn)A，與y軸交于點(diǎn)B，
∴點(diǎn)A（3，0），B（0，4），
∴在Rt△AOB中，AB==5，
∵OA⊥OB，
∴QF∥OB，
∴△AQF∽△ABO，
∴，
∵AQ=t，
即，
∴AF=t，QF=t，
∴OF=OA-AF=3-t，
∴點(diǎn)Q的坐標(biāo)為：（3-t，t）；
故答案為：3-t，t；

（2）四邊形QBED能成為直角梯形．
①當(dāng)0＜t＜3時(shí)，
∴AQ=OP=t，
∴AP=3-t．
如圖2，當(dāng)DE∥QB時(shí)，
∵DE⊥PQ，
∴PQ⊥QB，四邊形QBED是直角梯形．
此時(shí)∠AQP=90°．
由△APQ∽△ABO，得．
∴=．
解得t=；
如圖3，當(dāng)PQ∥BO時(shí)，
∵DE⊥PQ，
∴DE⊥BO，四邊形QBED是直角梯形．
此時(shí)∠APQ=90°．
由△AQP∽△ABO，得．
即．
解得t=；
②當(dāng)3＜t＜5時(shí)，AQ=t，AP=t-3，
如圖2，當(dāng)DE∥QB時(shí)，
∵DE⊥PQ，
∴PQ⊥QB，四邊形QBED是直角梯形．
此時(shí)∠AQP=90°．
由△APQ∽△ABO，得．
∴=．
解得t=-（舍去）；
如圖3，當(dāng)PQ∥BO時(shí)，
∵DE⊥PQ，
∴DE⊥BO，四邊形QBED是直角梯形．
此時(shí)∠APQ=90°．
由△AQP∽△ABO，得．
即．
解得t=＞5（舍去）；
綜上所述：t=或；

（3）當(dāng)t=或時(shí)，DE經(jīng)過(guò)點(diǎn)O．
理由：①如圖4，當(dāng)DE經(jīng)過(guò)點(diǎn)O時(shí)，
∵DE垂直平分PQ，
∴EP=EQ=t，
由于P與Q運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和速度相同，
∴AQ=EQ=EP=t，
∴∠AEQ=∠EAQ，
∵∠AEQ+∠BEQ=90°，∠EAQ+∠EBQ=90°，
∴∠BEQ=∠EBQ，
∴BQ=EQ，
∴EQ=AQ=BQ=AB
∴t=，
②如圖5，當(dāng)P從A向O運(yùn)動(dòng)時(shí)，
過(guò)點(diǎn)Q作QF⊥OB于F，
∵EP=6-t，
∴EQ=EP=6-t，
∵AQ=t，BQ=5-t，sin∠ABO==，cos∠ABO==，
∴FQ=（5-t）=3-t，BF=（5-t）=4-t，
∴EF=4-BF=t，
∵EF²+FQ²=EQ²，
即（3-t）²+（t）²=（6-t）²，
解得：t=．
∴當(dāng)DE經(jīng)過(guò)點(diǎn)O時(shí)，t=或．
分析：（1）首先過(guò)點(diǎn)Q作QF⊥OA于點(diǎn)F，由直線y=-4與x軸交于點(diǎn)A，與y軸交于點(diǎn)B，可求得OA，OB的長(zhǎng)，然后由勾股定理，即可求得AB的長(zhǎng)，易得△AQF∽△ABO，然后由相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例，即可表示出QF與AF的長(zhǎng)，繼而可求得點(diǎn)Q的坐標(biāo)；
（2）分別從DE∥QB與PQ∥BO去分析，借助于相似三角形的性質(zhì)，即可求得t的值；
（3）根據(jù)題意可知即OP=OQ時(shí)，直線DE經(jīng)過(guò)點(diǎn)O；分別從當(dāng)P從O到A與點(diǎn)P從A到O去分析，列方程即可求得t的值．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了一次函數(shù)上點(diǎn)的性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)以及直角梯形的性質(zhì)．此題綜合性較強(qiáng)，注意掌握輔助線的作法，注意數(shù)形結(jié)合思想、分類(lèi)討論思想與方程思想的應(yīng)用．