(1)求C点的坐标,并直接写出点M、N的坐标(用含t的代数式表示). (2)设△MNC与△OAB重叠部分的面积为S. ①试求S关于t的函数关系式;②在直角坐标系中,画出S关于t的函数图象,并回答:S是否 有最大值?若有,写出S的最大值;若没有,请说明理由.
一、探求解题思路
1.利用基础知识轻松求解
由题意不难发现第1问是对基础知识的考查,有多种方法,考生可自行选择解法, 简解1 可通过作辅助线,过点C作CF上x轴于点F,CE⊥y轴于点E,由题意,易
44,). 33简解2 由点A、B的坐标可得直线AB的解析式y=-2x+4;由OC是∠AOB的平
44分线可得直线OC的解析式y=x;联立方程组轻松解得点C的坐标(,).
33关于求点M、N的坐标,是对相似及对称性的考查,根据相似可得P(0,2t),Q(t,0),根据对称性可得M(2t,0),N(0,t).这样,第1问轻松获解.
2.动静结合找界点,分类讨论细演算
第2问的第一小题中,所求函数关系式为分段函数,需要分类讨论,这是本题的难点之一;而关键是动静结合找界点,得出t=1时重叠部分的关系会发生变化,这是本题的难点之二.解答时需动手画出草图,随着点M、N的位置的变化,△MNC的位置也随之发生变化,△MNC与△OAB重叠部分的面积S也发生变化.S可能会存在两种情形:①△OAB将△MNC全部覆盖;②△OAB将△MNC部分覆盖;点M从点O出发运动到点A时,即t=1时重叠部分的关系会发生变化,函数关系式也随之改变.
由t=1这个界点确定两个范围,以此界值进行分类讨论:
当0知四边形OECF为正方形,设正方形边长为x.由比例式求出点C的坐标(1 / 4
44,),可得 33S△CMN=-t2+2t;
当1另一个关键是要用t的代数式表示D点的横坐标,即△BDN的高,这是本题的难点之 三.1由M(2t,0),N(0,t)可先用t的代数式表示直线MN的解析式y=-x+t.
282t再结合直线AB的解析式y=-2x+4,联立方程组,解出D点的横坐标为,
3则重叠部分面积为
S△CDN=S△BDN-S△BCN
18 t22t
33综上所述,
结合点C的坐标(
t22t(0y1)S12 8t2t1t233由函数解析式及其自变量的取值范围可画出函数图象,观察图象可知,当t=1时,S
有最大值,最大值为1.
二、规范解答问题
(1)如图2,过点C作CF⊥x轴于点F,CE⊥y轴于点E,由题意,易知四边形OECF为正方形,设正方形边长为x.
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∴OP=2DQ.
∵P(0,2t),∴Q(t,0).
∵对称轴OC为第一象限的角平分线, ∴对称点坐标为:M(2t,0),N(0,t).
(2)①当0当1设直线MN的解析式为y=kx+b,将M(2t,0)、N(0,t)代入,得2tkb0 bt
综上所述,
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t22t(0y1)S12 8t2t1t233②画出函数图象,如图5所示:
观察图象可知,当t=1时,S有最大值,最大值为1. 三、解题反思 1、关键的一步
本题在突破第2问时,能否得出t=1时重叠部分的关系会发生变化,这是决定性的一步,否则就不知该如何分类讨论,解题就难以找到前进的方向.
2、解题难点
解决本题的主要困难首先是分类讨论,依据题意知点P运动的时间为t(03、解题收获解决此类与运动、变化有关的问题,重在运动中分析,变化中求解.
首先,要把握运动规律,寻求运动中的特殊位置,在“动”中求“静”,在“静”中探求“动”的一般规律.
其次,通过探索、归纳、猜想,获得图形在运动过程中是否保留或具有某种性质,要用运动的眼光观察出各种可能的情况分类讨论,较为精确地将每种情况一一呈现出来.再次,要学会将动态问题静态化,即将动态情境化为几个静态的情境,从中寻找两个变量间的关系,用相关字母去表示几何图形中的长度、点的坐标等,很多情况下是与三角形的相似和勾股定理等联系在一起的,在整个解题过程中,要深刻理解分类讨论、数形结合、化归、相似等数学思想.
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