在平面直角坐標系內,點O為坐標原點,直線y=
1
2
x
+6交x軸于點A,交y軸于點B,過點B作AB的垂線交x軸于點C,∠ABC的平分線交AC于點D.
(1)求點D的坐標;
(2)若P從點A出發(fā)以每秒
5
個單位長度的速度向終點B運動,過點P作x軸的平行線交BD于點E,交BC于點F,設線段EF的長為y,點P運動的時間為t(t>0)秒,求y與t之間的函數(shù)關系式,不需寫出自變量t的取值范圍.
(3)在(2)的條件下,設同時經過B,C,D三點的圓交AB于B,G兩點,當t為何值時有EF=
5
3
PG?
分析:(1)由直線y=
1
2
x
+6交x軸于點A,交y軸于點B,易求得點A與B的坐標,過點D作DH⊥AB于點H,又由BC⊥AB,∠ABC的平分線交AC于點D,易證得HD=HB,然后由勾股定理即可求得AD的長,繼而可求得點D的坐標;
(2)由平行線的性質與相似三角形的判定與性質,即可證得
BP
BA
=
EF
DC
,繼而可求得y與t之間的函數(shù)關系式;
(3)首先連接DG,CG,由圓周角定理,即可證得DG=CD,繼而可求得AG的長,然后分別從0<t<5與5<t<6時去分析求解即可求得答案.
解答:解:(1)∵直線y=
1
2
x
+6交x軸于點A,交y軸于點B,
∴當x=0時,y=6,當y=0時,x=-12,
∴A(-12,0),B(0,6),
∴OA=12,OB=6,
∵BC⊥AB,BD平分∠ABC,
∴∠ABD=45°,
過點D作DH⊥AB于點H,
則∠HDB=180°-∠DHB-∠ABD=45°,
∴∠ABD=∠HDB,
∴HD=HB,
在Rt△AHD和Rt△ABO內,tan∠BAO=
DH
HA
=
OB
AO
=
6
12
=
1
2
,
∴AH=2HD=2BH,
在Rt△ABO中,AB=
OA2+OB2
=6
5
,
∴AH+BH=6
5

∴AH=4
5
,BH=HD=2
5

在Rt△ADH中,AD=
AH2+HD2
=
(4
5
)2+(2
5
)2
=10,
∴OD=2,
∴D(-2,0);

(2)∵BC⊥AB,
∴∠ABO+∠OBC=90°,
∵∠BOA=90°,
∴∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠OBC=∠BAO,
∴tan∠OBC=tan∠BAO=
1
2

在Rt△CBO中,tan∠OBC=
OC
OB
=
1
2
,OB=6,
∴OC=3,
∴DC=OD+OD=5,
∵PE∥AD,
BP
BA
=
BE
BD

∵PF∥AC,
∴△BEF∽△BDC,
BE
BD
=
EF
DC
,
BP
BA
=
EF
DC
,
∵AP=
5
t,
∴BP=AB-AP=6
5
-
5
t,
6
5
-
5
t
6
5
=
y
5
,
∴y=-
5
6
t+5;

(3)連接DG,CG,
∵∠GBC=90°,
∴CG為同時經過B,C,D三點的圓的直徑,
∴∠GDC=90°,
∵∠GBD與∠GCD是
GD
所對的圓周角,
∴∠GCD=∠GBD=45°,
∴∠DGC=180°-∠DCG-∠GDC=45°,
∴∠GCD=∠DGC,
∴GD=DC=5,
∵AD=10,
在Rt△ADG中,AG=
AD2+DG2
=
52+102
=5
5

∴當0<t<5時,PG=5
5
-
5
t,
∵EF=
5
3
PG,
∴-
5
6
t+5=
5
3
(5
5
-
5
t),
解得:t=4;
當5<t<6時,PG=
5
t-5
5
,
∵EF=
5
3
PG,
∴-
5
6
t+5=
5
3
5
t-5
5
),
解得:t=
16
3
;
∴當t=4或t=
16
3
時有EF=
5
3
PG.
點評:此題考查了一次函數(shù)的性質、相似三角形的判定與性質、三角函數(shù)的性質、等腰三角形的判定與性質以及勾股定理等知識.此題難度較大,注意掌握輔助線的作法,注意掌握方程思想、分類討論思想與數(shù)形結合思想的應用.
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