如图,在平面直角坐标系中,矩形 \(OABC\) 的顶点 \(O\) 为原点,\(A(6, 0)\),\(C(0, 4)\)。动点 \(P\) 从点 \(O\) 出发,沿 \(O \to A \to B \to C \to O\) 的路径以每秒 \(1\) 个单位的速度匀速移动。设运动时间为 \(t\) 秒(\(0 \leqslant t \leqslant 20\)),\(\triangle OPC\) 的面积为 \(S\)。
给出下列四个结论:
① 当 \(0 < t < 6\) 时,\(S = 2t\)
② 当 \(6 < t < 10\) 时,\(S = 12\)
③ 当 \(10 < t < 16\) 时,\(S = 32 - 2t\)
④ 当 \(t = 3\) 和 \(t = 13\) 时,\(S\) 的值相等
其中正确的有( )
A. \(1\) 个 B. \(2\) 个 C. \(3\) 个 D. \(4\) 个
图:矩形 \(OABC\) 及动点 \(P\) 的运动路径。\(P\) 在 \(OA\)、\(AB\)、\(BC\) 三段上时,\(\triangle OPC\) 的面积表达式各不相同。
已知点 \(A(-2, 0)\),\(B(3, 0)\),点 \(P\) 在 \(y\) 轴上。若 \(\triangle ABP\) 为直角三角形且 \(\angle APB = 90^\circ\),则点 \(P\) 的坐标为 \_\_\_\_\_\_。
提示:结果可能不止一个,全部写出。
如图,在 \(\triangle ABC\) 中,\(AB = AC = 5\),\(BC = 8\)。点 \(D\) 在 \(BC\) 边上(不与 \(B\)、\(C\) 重合)。若 \(\triangle ABD\) 为等腰三角形,则 \(BD\) 的长为 \_\_\_\_\_\_。
图:等腰 \(\triangle ABC\) 中 \(AB=AC=5\),\(BC=8\)。\(D\) 在 \(BC\) 边上,有两种情况使 \(\triangle ABD\) 为等腰三角形。
答案:D(4个全对)
简析:根据 \(P\) 所在位置分三段讨论。\(\triangle OPC\) 的底可看作 \(OC=4\),高为 \(P\) 到 \(y\) 轴的水平距离(即 \(P\) 的横坐标 \(x_P\))。
易错点:学生可能误以为③中 \(S\) 在 \(BC\) 段仍与 \(t\) 正相关(实际是递减),导致错判。
答案:\((0, \sqrt{6})\) 或 \((0, -\sqrt{6})\)
简析:设 \(P(0, t)\)。
\(\angle APB = 90^\circ\) 等价于 \(AP^2 + BP^2 = AB^2\)(勾股定理逆定理在直角三角形中的等价形式)。
\[ AP^2 = (0+2)^2 + t^2 = t^2 + 4 \]
\[ BP^2 = (0-3)^2 + t^2 = t^2 + 9 \]
\[ AB = 5,\quad AB^2 = 25 \]
\[ (t^2+4) + (t^2+9) = 25 \;\Rightarrow\; 2t^2 = 12 \;\Rightarrow\; t^2 = 6 \;\Rightarrow\; t = \pm\sqrt{6} \]
两个解均满足条件(\(P\) 在 \(y\) 轴正半轴或负半轴均可构成直角三角形)。
关键能力:将"直角"条件转化为勾股方程,而非依赖三角比或斜率乘积。
答案:\(5\) 或 \(\dfrac{25}{8}\)
简析:以 \(BC\) 为 \(x\) 轴,\(B\) 为原点建系:\(B(0,0)\),\(C(8,0)\)。
等腰 \(\triangle ABC\) 中 \(AB=AC=5\),底边 \(BC=8\),高 \(h = \sqrt{5^2 - 4^2} = 3\),故 \(A(4, 3)\)。
设 \(D(x, 0)\),\(0 < x < 8\)。\(\triangle ABD\) 为等腰三角形,分三种情况:
\[ AD^2 = (4-x)^2 + 9,\quad BD^2 = x^2 \]
\[ (4-x)^2 + 9 = x^2 \;\Rightarrow\; 16 - 8x + x^2 + 9 = x^2 \;\Rightarrow\; 25 = 8x \;\Rightarrow\; x = \frac{25}{8} = 3.125 \]
✓(在区间内)
综上,\(BD = 5\) 或 \(BD = \dfrac{25}{8}\)。
易错点:(1) 漏掉 \(AD=BD\) 的情况——学生常只考虑"腰与底边"的对应,忘了"底边也可以是等腰三角形的腰";(2) \(AD=AB\) 情况得出 \(x=0,8\) 后不检查端点。
题型定位:本期对应小题轮换第6轮"动点与存在性",对标中考选择题#5~6(多结论判断)和填空题#17~18(存在性多解/新定义)。
三题设计逻辑:
| 题号 | 类型 | 核心能力 | 难度层次 |
|---|---|---|---|
| 第1题 | 多结论选择 | 分段函数建模、动态图形拆解 | 基础→中档(60%基础) |
| 第2题 | 存在性填空 | 直角条件转化、代数方程 | 中档(30%中档) |
| 第3题 | 存在性填空 | 等腰分类穷举、坐标法+代数验证 | 中档→拔高(10%拔高) |
趋势契合度:
学生常见错误预判: