Question

如圖，梯形OABC中，OA在x軸上，CB∥OA，∠OAB=90°，O為坐標(biāo)原點，B（4，4），BC=2，動點Q從點O出發(fā)，以每秒1個單位的速度沿線段OA運動，到點A停止，過點Q作QP⊥x軸交折線O-C-B于點P，以PQ為一邊向右作正方形PQRS，設(shè)運動時間為t（秒），正方形PQRS與梯形OABC重疊面積為S（平方單位）
（1）求tan∠AOC；
（2）求S與t的函數(shù)關(guān)系式；
（3）求（2）中的S的最大值；
（4）連接AC，AC的中點為M，請直接寫出在正方形PQRS變化過程中，t為何值時，△PMS為等腰三角形．

Answer 1

【答案】分析：（1）過C作CD⊥x軸于D，由B的坐標(biāo)得出AB的長，再由C的坐標(biāo)得出OD的長，根據(jù)四邊形ABCD為矩形，得到對邊相等，即CD=AB，在直角三角形OCD中，利用銳角三角函數(shù)定義表示出tan∠AOC；
（2）根據(jù)Q的位置分三種情況考慮：當(dāng)0時；當(dāng)時；當(dāng)2≤x≤4時；討論求得S與t的函數(shù)關(guān)系式；
（3）由（2）得出的S與t的關(guān)系式，利用一次函數(shù)及二次函數(shù)的性質(zhì)求出三個函數(shù)的最大值，比較后即可求出S的最大值；
（4）分三種情況考慮：PS=MS；MP=MS；PS=PM，列出方程即可得到t的值．
解答：解：（1）過C作CD⊥x軸于D，則OD=2，CD=4，
則tan∠AOC=2；

（2）當(dāng)運動到R與A重合時，此時OQ=t，AQ=PQ=4-t
則，
解得t=．
當(dāng)0時，S=PQ²=（2OQ）²=（2t）²=4t²；
當(dāng)時，S=PQ•AQ=2t•（4-t）=-2t²+8t；
當(dāng)2≤x≤4時，S=4 AQ=4（4-t）=-4t+16；

（3）當(dāng)0時，t=時，；
當(dāng)時，t=2，t_最大=8；
當(dāng)2≤x≤4時，t=2，t_最大=8；
綜上，t=2時S最大=8．

（4）當(dāng)，，t₃=時，△PMS為等腰三角形．
點評：此題考查了相似形綜合題，涉及的知識有：坐標(biāo)與圖形性質(zhì)，銳角三角函數(shù)定義，正方形的性質(zhì)，以及一次函數(shù)與二次函數(shù)的性質(zhì)，利用了數(shù)形結(jié)合及分類討論的數(shù)學(xué)思想，是一道較難的壓軸題．