题目
如图,在直角坐标系xoy中,O是坐标原点,点A在x正半轴上,OA=cm,点B在y轴的正半轴上,OB=12cm,动点P从点O开始沿OA以cm/s的速度向点A移动,动点Q从点A开始沿AB以4cm/s的速度向点B移动,动点R从点B开始沿BO以2cm/s的速度向点O移动.如果P、Q、R分别从O、A、B同时移动,移动时间为t(0<t<6)s.(1)求∠OAB的度数.(2)以OB为直径的⊙O‘与AB交于点M,当t为何值时,PM与⊙O‘相切?(3)写出△PQR的面积S随动点移动时间t的函数关系式,并求s的最小值及相应的t值.(4)是否存在△APQ为等腰三角形,若存在,求出相应的t值,若不存在请说明理由.
答案:解:(1)在Rt△AOB中: tan∠OAB= ∴∠OAB=30° (2)如图,连接O‘P,O‘M. 当PM与⊙O‘相切时,有∠PM O‘=∠PO O‘=90°, △PM O‘≌△PO O‘ 由(1)知∠OBA=60° ∵O‘M= O‘B ∴△O‘BM是等边三角形 ∴∠B O‘M=60° 可得∠O O‘P=∠M O‘P=60° ∴OP= O O‘·tan∠O O‘P =6×tan60°= 又∵OP=t ∴t=,t=3 即:t=3时,PM与⊙O‘相切. (3)如图9,过点Q作QE⊥x于点E ∵∠BAO=30°,AQ=4t ∴QE=AQ=2t AE=AQ·cos∠OAB=4t× ∴OE=OA-AE=-t ∴Q点的坐标为(-t,2t) S△PQR= S△OAB -S△OPR -S△APQ -S△BRQ = = = () 当t=3时,S△PQR最小= (4)分三种情况:如图11. 当AP=AQ1=4t时, ∵OP+AP= ∴t+4t= ∴t= 或化简为t=-18 当PQ2=AQ2=4t时 过Q2点作Q2D⊥x轴于点D, ∴PA=2AD=2A Q2·cosA=t 即t+t = ∴t=2 当PA=PQ3时,过点P作PH⊥AB于点H AH=PA·cos30°=(-t)·=18-3t AQ3=2AH=36-6t 得36-6t=4t, ∴t=3.6 综上所述,当t=2,t=3.6,t=-18时,△APQ是等腰三角形.