题目如图
1,在矩形
ABCD中,边长
AB=a,
AD=b,其中
a、
b(a<b)分别是方程
x2−7x+12=0的两个根,连接
BD.点
O从点
C出发,沿
CB向点
B运动(到达点
B停止运动),速度为
1个单位每秒,设运动时间为
t秒.
(1)BD=______.(2)如图
2,在运动过程中,以
O为圆心,
OC的长为半径作半圆,交射线
CB于点
Q,当
t为______时,点
O运动到
∠BDC的角平分线上,此时,半圆
O与
BD有怎样的位置关系,并加以说明.
(3)如图
3,在运动过程中,连接
OD,将
△ODC沿
OD折叠,得到
△ODP,连接
BP.当
BP取最小值时,
t为______,此时,
AP的值为______.
(4)如图
4,当半圆
O与
△ABD的边有两个交点时,直接写出
t的取值范围.
知识点:平行四边形的判定、等腰梯形的判定、坐标与图形性质章节:未标注
答案与解析
答案
(1)由
x2−7x+12=0,即
(x−3)(x−4)=0,
解得:
x1=3,
x2=4,
∵边长
AB=a,
AD=b,其中
a,
b(a<b)分别是方程
x2−7x+12=0的两个根,
∴AB=3,
AD=4,
∵四边形
ABCD是矩形,
∴∠BAD=90∘,
在
Rt△ABD中,
AB=3,
AD=4,
∴BD=AB2+AD2=32+42=5,
故答案为:
5;
(2)如图,过点
O作
OE⊥BD,垂足为点
E,
∵OD是
∠BDC的平分线,
又在矩形
ABCD中,
∠C=90∘,
AB=CD=3,
AD=BC=4,
∴OC⊥CD,
∴OE=OC,
∴BD是
⊙O的切线,即
BD与
⊙O相切,
又
S△BDC=S△BDO+S△CDO,
∴21BD•OE+21CD•OC=21BC•CD,
∴5OE+3OC=12,即
8OC=12,
∴OC=23,
∴t=23÷1=23;
故答案为:
23;
(3)由折叠的性质得:
△DOP≌△DOC,
∴DP=CD=AB,
∠DPO=∠DCB=90∘,点
O在运动过程中,
∵DP的长度和
BD的长度是固定不变的,如图,
∵BD−DP⩽BP,
∴当点
B、
P、
D三点共线时,
BP的长度最短,即有最小值,最小值为
BD−DP,此时,
∠BPO=90∘,
过点
P作
PF⊥AB垂足为
F点,
PT⊥BC于点
T,如图,

所以,四边形
PFBT是矩形,
∴BF=PT,
PF=BT,
由(1)知
BD=5,
AB=CD=3,
AD=BC=4,
由(2)知,
PO=OC=23,
∴t=23÷1=23,
BO=BC−OC=4−23=25,
∴BP=BD−DP=BD−CD=5−3=2,
又
21BO•PT=21BP•PO,
∴PT=BOPB•PO=252×23=56,
∴BF=FT=56,
∴AF=AB−BF=3−56=59,
在
Rt△PTO中,
TO=PO2−PT2=(23)2−(56)2=109,
∴BT=BO−TO=25−109=58,
在
Rt△AFP中,
AP=AF2+BP2=(59)2+(58)2=5145,
故答案为:
23,
5145;
(4)如图,当半圆
O与
BD相切时,此时半圆
O与
△ABD的边有
1个交点,即为切点,设切点为
H,连接
OH,

由(2)知,
t=23,
如图,当点
Q与点
B重合时,此时半圆
O与
△ABD的边有
2个交点,

此时,
BC为半圆
O的直径,
OC=21BC=2,
∴t=2÷1=2,
∴当
23<t≤2时,半圆
O与
BD有
2个交点,
即半圆
O与
△ABD的边有
2个交点;
如图,此时,半圆
O与
BD有
1个交点,与
AB有
1个交点,

如图,当半圆
O与
AD相切时,此时半圆
O与
△ABD的边有
3个交点,设
AD与半圆
O的切点为
M,连接
OM,
∵OM=OC=AB=3,
∴t=3÷1=3,
∴当
2<t<3时,半圆
O与
BD有
1个交点,与
AB有
1个交点,
即半圆
O与
△ABD的边有
2个交点;
如图,当半圆
O与经过点
A时,此时半圆
O与
△ABD的边有
3个交点;
连接
OA,

设
OA=OC=x,由勾股定理得:
32+(4−x)2=x2,
解得:
x=825,
∴OC=825,
∴t=825÷1=825,
如图,当点
O与点
B重合时,此时点
O停止运动,
∴OC=BC=4,
∴t=4÷1=4,
∴当
825<t≤4时,半圆
O与
BD有
1个交点,与
AD有
1个交点,
即半圆
O与
△ABD的边有
2个交点;
综上,半圆
O与
△ABD的边有两个交点时,
23<t<3或
825<t≤4.
解析
(1)由
x2−7x+12=0,即
(x−3)(x−4)=0,
解得:
x1=3,
x2=4,
∵边长
AB=a,
AD=b,其中
a,
b(a<b)分别是方程
x2−7x+12=0的两个根,
∴AB=3,
AD=4,
∵四边形
ABCD是矩形,
∴∠BAD=90∘,
在
Rt△ABD中,
AB=3,
AD=4,
∴BD=AB2+AD2=32+42=5,
故答案为:
5;
(2)如图,过点
O作
OE⊥BD,垂足为点
E,
∵OD是
∠BDC的平分线,
又在矩形
ABCD中,
∠C=90∘,
AB=CD=3,
AD=BC=4,
∴OC⊥CD,
∴OE=OC,
∴BD是
⊙O的切线,即
BD与
⊙O相切,
又
S△BDC=S△BDO+S△CDO,
∴21BD•OE+21CD•OC=21BC•CD,
∴5OE+3OC=12,即
8OC=12,
∴OC=23,
∴t=23÷1=23;
故答案为:
23;
(3)由折叠的性质得:
△DOP≌△DOC,
∴DP=CD=AB,
∠DPO=∠DCB=90∘,点
O在运动过程中,
∵DP的长度和
BD的长度是固定不变的,如图,
∵BD−DP⩽BP,
∴当点
B、
P、
D三点共线时,
BP的长度最短,即有最小值,最小值为
BD−DP,此时,
∠BPO=90∘,
过点
P作
PF⊥AB垂足为
F点,
PT⊥BC于点
T,如图,

所以,四边形
PFBT是矩形,
∴BF=PT,
PF=BT,
由(1)知
BD=5,
AB=CD=3,
AD=BC=4,
由(2)知,
PO=OC=23,
∴t=23÷1=23,
BO=BC−OC=4−23=25,
∴BP=BD−DP=BD−CD=5−3=2,
又
21BO•PT=21BP•PO,
∴PT=BOPB•PO=252×23=56,
∴BF=FT=56,
∴AF=AB−BF=3−56=59,
在
Rt△PTO中,
TO=PO2−PT2=(23)2−(56)2=109,
∴BT=BO−TO=25−109=58,
在
Rt△AFP中,
AP=AF2+BP2=(59)2+(58)2=5145,
故答案为:
23,
5145;
(4)如图,当半圆
O与
BD相切时,此时半圆
O与
△ABD的边有
1个交点,即为切点,设切点为
H,连接
OH,

由(2)知,
t=23,
如图,当点
Q与点
B重合时,此时半圆
O与
△ABD的边有
2个交点,

此时,
BC为半圆
O的直径,
OC=21BC=2,
∴t=2÷1=2,
∴当
23<t≤2时,半圆
O与
BD有
2个交点,
即半圆
O与
△ABD的边有
2个交点;
如图,此时,半圆
O与
BD有
1个交点,与
AB有
1个交点,

如图,当半圆
O与
AD相切时,此时半圆
O与
△ABD的边有
3个交点,设
AD与半圆
O的切点为
M,连接
OM,
∵OM=OC=AB=3,
∴t=3÷1=3,
∴当
2<t<3时,半圆
O与
BD有
1个交点,与
AB有
1个交点,
即半圆
O与
△ABD的边有
2个交点;
如图,当半圆
O与经过点
A时,此时半圆
O与
△ABD的边有
3个交点;
连接
OA,

设
OA=OC=x,由勾股定理得:
32+(4−x)2=x2,
解得:
x=825,
∴OC=825,
∴t=825÷1=825,
如图,当点
O与点
B重合时,此时点
O停止运动,
∴OC=BC=4,
∴t=4÷1=4,
∴当
825<t≤4时,半圆
O与
BD有
1个交点,与
AD有
1个交点,
即半圆
O与
△ABD的边有
2个交点;
综上,半圆
O与
△ABD的边有两个交点时,
23<t<3或
825<t≤4.