(2011•滨湖区一模)阅读材料:“最值问题”是数学中的一类较具挑战性的问题.其实,数学史上也有不少相关的故事,如下即为

问题描述:

(2011•滨湖区一模)阅读材料:“最值问题”是数学中的一类较具挑战性的问题.其实,数学史上也有不少相关的故事,如下即为其中较为经典的一则:海伦是古希腊精通数学、物理的学者,相传有位将军曾向他请教一个问题--如图1,从A点出发,到笔直的河岸l去饮马,然后再去B地,走什么样的路线最短呢?海伦轻松地给出了答案:作点A关于直线l的对称点A′,连接A′B交l于点P,则PA+PB=A′B 的值最小.
解答问题:
(1)如图2,⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一动点,求PA+PC的最小值;
(2)如图3,已知菱形ABCD的边长为6,∠DAB=60°.将此菱形放置于平面直角坐标系中,各顶点恰好在坐标轴上.现有一动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度,沿A→C的方向,向点C运动.当到达点C后,立即以相同的速度返回,返回途中,当运动到x轴上某一点M时,立即以每秒1个单位的速度,沿M→B的方向,向点B运动.当到达点B时,整个运动停止.
①为使点P能在最短的时间内到达点B处,则点M的位置应如何确定?
②在①的条件下,设点P的运动时间为t(s),△PAB的面积为S,在整个运动过程中,试求S与t之间的函数关系式,并指出自变量t的取值范围.
1个回答 分类:综合 2014-10-28

问题解答:

我来补答
(1)延长AO交圆O于M,连接CM交OB于P,连接AC,
则此时AP+PC=PC+PM=CM最小,
∵AM是直径,∠AOC=60°,
∴∠ACM=90°,∠AMC=30°,
∴AC=
1
2AM=2,AM=4,由勾股定理得:CM=
AM2-AC2=2
3.
答:PA+PC的最小值是2
3.

(2)①根据动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度,沿A→C的方向,向点C运动.当到达点C后,立即以相同的速度返回,返回途中,当运动到x轴上某一点M时,立即以每秒1个单位的速度,沿M→B的方向,向点B运动,
即为使点P能在最短的时间内到达点B处,
∴当PB⊥AB时,符合题意,
∵菱形ABCD,AB=6,∠DAB=60°,
∴∠BAO=30°,AB=AD,AC⊥BD,
∴△ABD是等边三角形,
∴BD=6,BO=3,由勾股定理得:AO=3
3,
在Rt△APB中,AB=6,∠BAP=30°,BP=
1
2AP,由勾股定理得:AP=4
3,BP=2
3,
∴点M的位置是(
3,0)时,用时最少.
②当0<t≤3
3时,AP=2t,
∵菱形ABCD,
∴∠OAB=30°,
∴OB=
1
2AB=3,
由勾股定理得:AO=CO=3
 
 
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