Question

【題目】如圖，平面直角坐標(biāo)系中，四邊形OABC為矩形，點(diǎn)A，B的坐標(biāo)分別為（4，0），（4，3），動點(diǎn)M，N分別從O，B同時出發(fā)．以每秒1個單位的速度運(yùn)動．其中，點(diǎn)M沿OA向終點(diǎn)A運(yùn)動，點(diǎn)N沿BC向終點(diǎn)C運(yùn)動．過點(diǎn)M作MP⊥OA，交AC于P，連接NP，已知動點(diǎn)運(yùn)動了x秒．

（1）P點(diǎn)的坐標(biāo)為多少（用含x的代數(shù)式表示）；

（2）試求△NPC面積S的表達(dá)式，并求出面積S的最大值及相應(yīng)的x值；

（3）當(dāng)x為何值時，△NPC是一個等腰三角形？簡要說明理由．

Answer 1

【答案】（1）P點(diǎn)坐標(biāo)為（x，3﹣x）．

（2）S的最大值為，此時x=2．

（3）x=，或x=，或x=．

【解析】

試題分析：（1）求P點(diǎn)的坐標(biāo)，也就是求OM和PM的長，已知了OM的長為x，關(guān)鍵是求出PM的長，方法不唯一，①可通過PM∥OC得出的對應(yīng)成比例線段來求；

②也可延長MP交BC于Q，先在直角三角形CPQ中根據(jù)CQ的長和∠ACB的正切值求出PQ的長，然后根據(jù)PM=AB﹣PQ來求出PM的長．得出OM和PM的長，即可求出P點(diǎn)的坐標(biāo)．

（2）可按（1）②中的方法經(jīng)求出PQ的長，而CN的長可根據(jù)CN=BC﹣BN來求得，因此根據(jù)三角形的面積計(jì)算公式即可得出S，x的函數(shù)關(guān)系式．

（3）本題要分類討論：

①當(dāng)CP=CN時，可在直角三角形CPQ中，用CQ的長即x和∠ABC的余弦值求出CP的表達(dá)式，然后聯(lián)立CN的表達(dá)式即可求出x的值；

②當(dāng)CP=PN時，那么CQ=QN，先在直角三角形CPQ中求出CQ的長，然后根據(jù)QN=CN﹣CQ求出QN的表達(dá)式，根據(jù)題設(shè)的等量條件即可得出x的值．

③當(dāng)CN=PN時，先求出QP和QN的長，然后在直角三角形PNQ中，用勾股定理求出PN的長，聯(lián)立CN的表達(dá)式即可求出x的值．

試題解析：（1）過點(diǎn)P作PQ⊥BC于點(diǎn)Q，

有題意可得：PQ∥AB，

∴△CQP∽△CBA，

∴

∴

解得：QP=x，

∴PM=3﹣x，

由題意可知，C（0，3），M（x，0），N（4﹣x，3），

P點(diǎn)坐標(biāo)為（x，3﹣x）．

（2）設(shè)△NPC的面積為S，在△NPC中，NC=4﹣x，

NC邊上的高為，其中，0≤x≤4．

∴S=（4﹣x）×x=（﹣x2+4x）

=﹣（x﹣2）2+．

∴S的最大值為，此時x=2．

（3）延長MP交CB于Q，則有PQ⊥BC．

①若NP=CP，

∵PQ⊥BC，

∴NQ=CQ=x．

∴3x=4，

∴x=．

②若CP=CN，則CN=4﹣x，PQ=x，CP=x，4﹣x=x，

∴x=；

③若CN=NP，則CN=4﹣x．

∵PQ=x，NQ=4﹣2x，

∵在Rt△PNQ中，PN2=NQ2+PQ2，

∴（4﹣x）2=（4﹣2x）2+（x）2，

∴x=．

綜上所述，x=，或x=，或x=．