Question

如圖，在等腰三角形ABC中，AB=AC=10cm，∠ABC=30°，以BC所在直線為x軸，以BC邊上的高所在的直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系．
（1）求直線AC的解析式；
（2）有一動點(diǎn)P以1cm/s的速度從點(diǎn)B開始沿x軸向其正方向運(yùn)動，設(shè)點(diǎn)P的運(yùn)動為t秒（單位：s）．①當(dāng)t為何值時，△ABP是直角三角形；②現(xiàn)有另一點(diǎn)Q與點(diǎn)P同時從點(diǎn)B開始，以1cm/s的速度從點(diǎn)B開始沿折線BAC運(yùn)動，當(dāng)點(diǎn)Q到達(dá)點(diǎn)C時，P、Q兩點(diǎn)同時停止運(yùn)動．試寫出△BPQ的面積S關(guān)于t的函數(shù)解析式，并寫出自變量的取值范圍．

Answer 1

解：（1）∵AB=1C=10cm，∠ABC=30°，
∴OA=5cm，BO=CO=5cm，
∴點(diǎn)A的坐標(biāo)為（0，5），點(diǎn)C的坐標(biāo)為（5，0），
設(shè)直線AC的解析式為y=kx+b，
將點(diǎn)A、點(diǎn)C的坐標(biāo)代入可得：，
解得：
故直線AC的解析式為：y=-x+5；
（2）

①當(dāng)∠APB=90°時，點(diǎn)P與點(diǎn)O重合時，此時BP=5，
即可得t=5；
當(dāng)∠BAP=90°時，點(diǎn)P位于P₁處，
此時BP₁==，
即可得t=．
綜上可得當(dāng)t=5或時，△ABP為直角三角形．
②當(dāng)點(diǎn)Q位于AB段時，0＜t＜10，

過點(diǎn)Q作QD⊥OB于點(diǎn)D，BQ=t，BP=t，∠ABO=30°，
則QD=BQ=t
此時S_△BPQ=BP×QD=t×t=t²；
當(dāng)點(diǎn)Q位于AC段時，10≤t＜20，

此時BP=t，CQ=20-t，∠ACO=30°，
則QD=CQ=（20-t）=10-t，
S_△BPQ=BP×QD=t×（10-t）=-t²+5t．
分析：（1）求出點(diǎn)A及點(diǎn)C的坐標(biāo)，利用待定系數(shù)法可確定直線AC的解析式；
（2）分兩段討論，①點(diǎn)Q在BA段，②點(diǎn)Q在AC段，依次確定BP、QD的長度，繼而可確定△BPQ的面積．
點(diǎn)評：本題屬于一次函數(shù)綜合題，涉及了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式、解直角三角形及三角形的面積，難點(diǎn)在第二問，注意分段討論，求出△BPQ底邊BP上的高，難度一般．