15. 某小区的两个喷泉 $A$,$B$ 位于小路 $AC$ 的同侧,两个喷泉间的距离 $AB$ 的长为 $250$ m。如图,现要为喷泉铺设供水管道 $AM$,$BM$,已知供水点 $M$ 在小路 $AC$ 上,供水点 $M$ 到 $AB$ 的距离 $MN$ 的长为 $120$ m,$BM$ 的长为 $150$ m。
(1) 求供水点 $M$ 到喷泉 $A$,$B$ 需要铺设的管道总长;
(2) 直接写出喷泉 $B$ 到小路 $AC$ 的最短距离。

(1) 求供水点 $M$ 到喷泉 $A$,$B$ 需要铺设的管道总长;
(2) 直接写出喷泉 $B$ 到小路 $AC$ 的最短距离。
答案
(1) 在Rt△MNB中,MN⊥AB,MN=120m,BM=150m,由勾股定理得:
$BN=\sqrt{BM^2-MN^2}=\sqrt{150^2-120^2}=\sqrt{8100}=90(m)$。
∵AB=250m,∴AN=AB-BN=250-90=160(m)。
在Rt△AMN中,由勾股定理得:
$AM=\sqrt{AN^2+MN^2}=\sqrt{160^2+120^2}=\sqrt{40000}=200(m)$。
∴管道总长AM+BM=200+150=350(m)。
(2) 150m。
$BN=\sqrt{BM^2-MN^2}=\sqrt{150^2-120^2}=\sqrt{8100}=90(m)$。
∵AB=250m,∴AN=AB-BN=250-90=160(m)。
在Rt△AMN中,由勾股定理得:
$AM=\sqrt{AN^2+MN^2}=\sqrt{160^2+120^2}=\sqrt{40000}=200(m)$。
∴管道总长AM+BM=200+150=350(m)。
(2) 150m。
16. 已知点 $A$ 的坐标为 $(1,-3)$,$∠ OAB = 90^{\circ}$,$OA = AB$。
(1) 如图①,求点 $B$ 的坐标;
(2) 如图②,$AD⊥ y$ 轴,垂足为 $D$,$M$ 为 $OB$ 的中点,求 $DM$ 的长。

(1) 如图①,求点 $B$ 的坐标;
(2) 如图②,$AD⊥ y$ 轴,垂足为 $D$,$M$ 为 $OB$ 的中点,求 $DM$ 的长。
答案
(1) $ (4,-2) $;(2) $ \sqrt{2} $。
解析
(1) 设点 $ B $ 的坐标为 $ (x,y) $。
∵ 点 $ A(1,-3) $,$ ∠ OAB = 90° $,
∴ 向量 $ \overrightarrow{AO} = (-1,3) $,向量 $ \overrightarrow{AB} = (x-1,y+3) $。
∵ $ \overrightarrow{AO} ⊥ \overrightarrow{AB} $,
∴ $ (-1)(x-1) + 3(y+3) = 0 $,即 $ -x + 3y + 10 = 0 $,得 $ x = 3y + 10 $。
∵ $ OA = AB $,$ OA = \sqrt{1^2 + (-3)^2} = \sqrt{10} $,
∴ $ \sqrt{(x-1)^2 + (y+3)^2} = \sqrt{10} $,即 $ (x-1)^2 + (y+3)^2 = 10 $。
将 $ x = 3y + 10 $ 代入上式,得 $ (3y + 9)^2 + (y + 3)^2 = 10 $,
化简得 $ 10(y + 3)^2 = 10 $,解得 $ y = -2 $ 或 $ y = -4 $。
结合图①,取 $ y = -2 $,则 $ x = 3(-2) + 10 = 4 $,
∴ 点 $ B $ 的坐标为 $ (4,-2) $。
(2) ∵ $ AD ⊥ y $ 轴,$ A(1,-3) $,
∴ 垂足 $ D $ 的坐标为 $ (0,-3) $。
由图②及题意,点 $ B $ 的坐标为 $ (-2,-4) $(由旋转方向确定)。
∵ $ M $ 为 $ OB $ 中点,$ O(0,0) $,$ B(-2,-4) $,
∴ $ M $ 的坐标为 $ ( \frac{0 + (-2)}{2}, \frac{0 + (-4)}{2} ) = (-1,-2) $。
∴ $ DM = \sqrt{(-1 - 0)^2 + (-2 - (-3))^2} = \sqrt{(-1)^2 + 1^2} = \sqrt{2} $。
∵ 点 $ A(1,-3) $,$ ∠ OAB = 90° $,
∴ 向量 $ \overrightarrow{AO} = (-1,3) $,向量 $ \overrightarrow{AB} = (x-1,y+3) $。
∵ $ \overrightarrow{AO} ⊥ \overrightarrow{AB} $,
∴ $ (-1)(x-1) + 3(y+3) = 0 $,即 $ -x + 3y + 10 = 0 $,得 $ x = 3y + 10 $。
∵ $ OA = AB $,$ OA = \sqrt{1^2 + (-3)^2} = \sqrt{10} $,
∴ $ \sqrt{(x-1)^2 + (y+3)^2} = \sqrt{10} $,即 $ (x-1)^2 + (y+3)^2 = 10 $。
将 $ x = 3y + 10 $ 代入上式,得 $ (3y + 9)^2 + (y + 3)^2 = 10 $,
化简得 $ 10(y + 3)^2 = 10 $,解得 $ y = -2 $ 或 $ y = -4 $。
结合图①,取 $ y = -2 $,则 $ x = 3(-2) + 10 = 4 $,
∴ 点 $ B $ 的坐标为 $ (4,-2) $。
(2) ∵ $ AD ⊥ y $ 轴,$ A(1,-3) $,
∴ 垂足 $ D $ 的坐标为 $ (0,-3) $。
由图②及题意,点 $ B $ 的坐标为 $ (-2,-4) $(由旋转方向确定)。
∵ $ M $ 为 $ OB $ 中点,$ O(0,0) $,$ B(-2,-4) $,
∴ $ M $ 的坐标为 $ ( \frac{0 + (-2)}{2}, \frac{0 + (-4)}{2} ) = (-1,-2) $。
∴ $ DM = \sqrt{(-1 - 0)^2 + (-2 - (-3))^2} = \sqrt{(-1)^2 + 1^2} = \sqrt{2} $。
17. 如图,在 $△ ABC$ 中,$AB:BC:CA = 3:4:5$,$△ ABC$ 的周长为 $36$ cm,点 $P$ 从点 $A$ 开始沿 $AB$ 边向点 $B$ 以每秒 $1$ cm 的速度移动;点 $Q$ 从点 $B$ 开始沿 $BC$ 边向点 $C$ 以每秒 $2$ cm 的速度移动,如果 $P$,$Q$ 两点同时出发,则过 $3$ 秒时,$△ BPQ$ 的面积为多少?

答案
∵AB:BC:CA=3:4:5,设AB=3k,BC=4k,CA=5k,
∵△ABC周长为36cm,∴3k+4k+5k=36,解得k=3,
∴AB=9cm,BC=12cm,CA=15cm,
∵AB²+BC²=9²+12²=81+144=225=15²=CA²,∴∠B=90°,
3秒后,AP=1×3=3cm,BP=AB-AP=9-3=6cm,
BQ=2×3=6cm,
∵∠B=90°,∴S△BPQ=1/2×BP×BQ=1/2×6×6=18cm²。
答:18cm²。
∵△ABC周长为36cm,∴3k+4k+5k=36,解得k=3,
∴AB=9cm,BC=12cm,CA=15cm,
∵AB²+BC²=9²+12²=81+144=225=15²=CA²,∴∠B=90°,
3秒后,AP=1×3=3cm,BP=AB-AP=9-3=6cm,
BQ=2×3=6cm,
∵∠B=90°,∴S△BPQ=1/2×BP×BQ=1/2×6×6=18cm²。
答:18cm²。
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