(2012•道里區(qū)三模)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點,△ABC的邊BC在y軸的正半軸上,點A在x軸的正半軸上,點C的坐標(biāo)為(0,8),將△ABC沿直線AB折疊,點C落在x軸的負(fù)半軸D(-4,0)處.
(1)求直線AB的解析式;
(2)點P從點A出發(fā)以每秒4
5
個單位長度的速度沿射線AB方向運動,過點P作PQ⊥AB,交x軸于點Q,PR∥AC交x軸于點R,設(shè)點P運動時間為t(秒),線段QR長為d,求d與t的函數(shù)關(guān)系式(不要求寫出自變量t的取值范圍);
(3)在(2)的條件下,點N是射線AB上一點,以點N為圓心,同時經(jīng)過R、Q兩點作⊙N,⊙N交y軸于點E,F(xiàn).是否存在t,使得EF=RQ?若存在,求出t的值,并求出圓心N的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
分析:(1)由C(0,8),D(-4,0),可求得OC,OD的長,然后設(shè)OB=a,則BC=8-a,在Rt△BOD中,由勾股定理可得方程:(8-a)2=a2+42,解此方程即可求得B的坐標(biāo),然后由三角函數(shù)的求得點A的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求得直線AB的解析式;
(2)在Rt△AOB中,由勾股定理可求得AB的長,繼而求得∠BAO的正切與余弦,由PR∥AC與折疊的性質(zhì),易證得RQ=AR,則可求得d與t的函數(shù)關(guān)系式;
(3)首先過點分別作NT⊥RQ于T,NS⊥EF于S,易證得四邊形NTOS是正方形,然后分別從點N在第二象限與點N在第一象限去分析求解即可求得答案.
解答:解:(1)∵C(0,8),D(-4,0),
∴OC=8,OD=4,
設(shè)OB=a,則BC=8-a,
由折疊的性質(zhì)可得:BD=BC=8-a,
在Rt△BOD中,∠BOD=90°,DB2=OB2+OD2
則(8-a)2=a2+42,
解得:a=3,
則OB=3,
則B(0,3),
tan∠ODB=
OB
OD
=
3
4
,
由折疊的性質(zhì)得:∠ADB=∠ACB,
則tan∠ACB=tan∠ODB=
3
4

在Rt△AOC中,∠AOC=90°,tan∠ACB=
OA
OC
=
3
4
,
則OA=6,
則A(6,0),
設(shè)直線AB的解析式為:y=kx+b,
6k+b=0
b=3
,
解得:
k=-
1
2
b=3

故直線AB的解析式為:y=-
1
2
x+3;

(2)在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OB=3,OA=6,
則AB=
OB2+OA2
=3
5
,tan∠BAO=
OB
OA
=
1
2
,cos∠BAO=
OA
AB
=
2
5
5

在Rt△PQA中,∠APQ=90°,AP=4
5
t,
則AQ=
AP
cos∠BAO
=10t,
∵PR∥AC,
∴∠APR=∠CAB,
由折疊的性質(zhì)得:∠BAO=∠CAB,
∴∠BAO=∠APR,
∴PR=AR,
∵∠RAP+∠PQA=∠APR+∠QPR=90°,
∴∠PQA=∠QPR,
∴RP=RQ,
∴RQ=AR,
∴QR=
1
2
AQ=5t,
即d=5t;

(3)過點分別作NT⊥RQ于T,NS⊥EF于S,
∵EF=QR,
∴NS=NT,
∴四邊形NTOS是正方形,
則TQ=TR=
1
2
QR=
5
2
t,
∴NT=
1
2
AT=
1
2
(AQ-TQ)=
1
2
(10t-
5
2
t)=
15
4
t,
分兩種情況,
若點N在第二象限,則設(shè)N(n,-n),
點N在直線y=-
1
2
x+3上,
則-n=-
1
2
n+3,
解得:n=-6,
故N(-6,6),NT=6,
15
4
t=6,
解得:t=
8
5
;
若點N在第一象限,設(shè)N(N,N),
可得:n=-
1
2
n+3,
解得:n=2,
故N(2,2),NT=2,
15
4
t=2,
解得:t=
8
15

故當(dāng)t=
8
5
或t=
8
15
時,QR=EF,N(-6,6)或(2,2).
點評:此題考查了折疊的性質(zhì)、待定系數(shù)法求一次函數(shù)的解析式、正方形的判定與性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、平行線的性質(zhì)以及三角函數(shù)等知識.此題難度較大,注意掌握輔助線的作法,注意數(shù)形結(jié)合思想與方程思想的應(yīng)用.
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2
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x≠
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2
DG;
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