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​$ (1)$​解:设直线​$AB$​对应的函数表达式为​$y=kx+b$​。
由题意得,
​$ \begin {cases}-4k+b=0, \\b =2,\end {cases}$​
​$ $​解得​$\begin {cases}k=\frac {1}{2}, \\b =2.\end {cases}$​
∴直线​$AB$​对应的函数表达式为​$y=\frac {1}{2}x+2$​。
​$ (2)$​解:​$△ OPQ $​为直角三角形,可分三种情况讨论:
​$ ① $​若​$∠ POQ=90°$​,则点​$Q $​在​$y$​轴上,与它在第二象限内不符,舍去。
​$ ② $​若​$∠ QPO=90°$​,则​$PA=PQ<OQ$​,​$PO<OQ$​。
∵​$OQ=OB=2$​,
∴​$PA<2$​,​$PO<2$​,
∴​$OA=PO+PA<4$​,这与​$OA=4$​矛盾,舍去。
​$ ③ $​若​$∠ PQO=90°$​,不妨设​$AP=PQ=a$​,则​$PO=4-a$​。
​$ $​在​$Rt△ OPQ_{中}$​,​$PO^2=PQ^2+OQ^2$​,即​$(4-a)^2=a^2+2^2$​,
​$ $​解得​$a=\frac {3}{2}$​,此时​$PO=4-a=\frac {5}{2}$​。
∴点​$P $​的坐标为​$(-\frac {5}{2},0)$​。
​$ $​过点​$Q_{作}QH⊥ x$​轴,垂足为​$H$​。
∵​$S_{△ OPQ}=\frac {1}{2}PQ· OQ=\frac {1}{2}PO· QH$​,
∴​$QH=\frac {PQ· OQ}{PO}=\frac {6}{5}$​。
​$ $​在​$Rt△ QHO$​中,由勾股定理得​$OH=\sqrt {OQ^2-QH^2}=\frac {8}{5}$​,
∴点​$Q $​的坐标为​$(-\frac {8}{5},\frac {6}{5})$​。
​$ $​对于​$y=\frac {1}{2}x+2$​,当​$x=-\frac {8}{5}$​时,​$y=\frac {1}{2}×(-\frac {8}{5})+2=\frac {6}{5}$​,
∴点​$Q $​在直线​$AB$​上。
【分析】
本题分为两小问,第(1)问利用待定系数法,结合直线上两点坐标求解一次函数表达式;第(2)问需对直角三角形的直角位置分类讨论,排除不可能的情况后,利用勾股定理建立方程求点P的坐标,再通过面积法求点Q的坐标,最后验证Q是否在直线AB上。
【解析】
(1) 设直线AB对应的函数表达式为$y=kx+b$,
已知直线过$A(-4,0)$和$B(0,2)$,代入得:
$\begin{cases} -4k + b = 0 \\ b = 2 \end{cases}$,
解得$\begin{cases} k = \dfrac{1}{2} \\ b = 2 \end{cases}$,
因此直线AB的函数表达式为$y=\dfrac{1}{2}x + 2$。
(2) 因为$△ OPQ$为直角三角形,分三种情况讨论:
① 若$∠ POQ=90°$,则点Q在y轴上,与Q在第二象限内矛盾,舍去;
② 若$∠ QPO=90°$,设$PA=PQ=a$,则$PO=4-a$,$OQ=OB=2$,由勾股定理得$a^2 + (4-a)^2 = 2^2$,整理得$2a^2 -8a +12=0$,判别式$\Delta=-32<0$,方程无解,舍去;
③ 若$∠ PQO=90°$,设$PA=PQ=a$,则$PO=4-a$,在$\mathrm{Rt}△ OPQ$中,由勾股定理得:
$PQ^2 + OQ^2 = PO^2$,即$a^2 + 2^2=(4-a)^2$,
展开化简得$8a=12$,解得$a=\dfrac{3}{2}$,
因此$PO=4 - \dfrac{3}{2}=\dfrac{5}{2}$,点P的坐标为$(-\dfrac{5}{2},0)$。
过Q作$QH ⊥ x$轴于H,$△ OPQ$的面积可表示为$\dfrac{1}{2}PQ · OQ=\dfrac{1}{2}PO · QH$,代入数值解得$QH=\dfrac{6}{5}$,即Q的纵坐标为$\dfrac{6}{5}$。
在$\mathrm{Rt}△ OQH$中,由勾股定理得$OH=\sqrt{OQ^2 - QH^2}=\dfrac{8}{5}$,因Q在第二象限,故Q的横坐标为$-\dfrac{8}{5}$,即$Q(-\dfrac{8}{5},\dfrac{6}{5})$。
将$x=-\dfrac{8}{5}$代入直线AB表达式$y=\dfrac{1}{2}x +2$,得$y=\dfrac{6}{5}$,与Q的纵坐标相等,因此点Q在直线AB上。
【答案】
(1) $y=\dfrac{1}{2}x + 2$;(2) 点P的坐标为$(-\dfrac{5}{2},0)$,点Q在直线AB上。
【知识点】
一次函数表达式,直角三角形性质,勾股定理
【点评】
本题结合一次函数与直角三角形的分类讨论,考查待定系数法、勾股定理、面积法的应用,需学生具备分类思想与几何计算能力,综合性较强。
【难度系数】
0.4