10. 提升题 如图,在平面直角坐标系中,直线$y = x + b$与$x$轴、$y$轴分别交于点$A$,$B$,与直线$y = ax + \frac{13}{2}$交于点$C(3,5)$. 直线$y = ax + \frac{13}{2}$与$x$轴交于点$D$. $P$是射线$DA$上的一个动点,且点$P$从点$D$出发以每秒$2$个单位长度的速度匀速运动. 设点$P$的运动时间为$t$ $s$.
(1)分别求两条直线的函数解析式;
(2)当$△ ACP$的面积为$15$时,求$t$的值.

(1)分别求两条直线的函数解析式;
(2)当$△ ACP$的面积为$15$时,求$t$的值.
答案
(1)$ y = x + 2 $,$ y = -\frac{1}{2}x + \frac{13}{2} $;(2)$ t = \frac{9}{2} $或$ t = \frac{21}{2} $。
解析
(1)将点$ C(3,5) $代入$ y = x + b $,得$ 5 = 3 + b $,解得$ b = 2 $,故直线$ y = x + b $的解析式为$ y = x + 2 $。
将点$ C(3,5) $代入$ y = ax + \frac{13}{2} $,得$ 5 = 3a + \frac{13}{2} $,解得$ a = -\frac{1}{2} $,故直线$ y = ax + \frac{13}{2} $的解析式为$ y = -\frac{1}{2}x + \frac{13}{2} $。
(2)对于$ y = x + 2 $,令$ y = 0 $,得$ x = -2 $,则$ A(-2,0) $。
对于$ y = -\frac{1}{2}x + \frac{13}{2} $,令$ y = 0 $,得$ x = 13 $,则$ D(13,0) $。
点$ P $在射线$ DA $上,从$ D $出发,速度为$ 2 $单位/秒,运动时间$ t $秒,故$ P(13 - 2t, 0) $。
$ △ ACP $的面积为$ 15 $,$ A(-2,0) $,$ C(3,5) $,$ P(13 - 2t, 0) $,底$ AP = |(13 - 2t) - (-2)| = |15 - 2t| $,高为$ C $到$ x $轴距离$ 5 $。
由面积公式得:$ \frac{1}{2} × |15 - 2t| × 5 = 15 $,即$ |15 - 2t| = 6 $。
解得$ 15 - 2t = 6 $或$ 15 - 2t = -6 $,即$ t = \frac{9}{2} $或$ t = \frac{21}{2} $。
将点$ C(3,5) $代入$ y = ax + \frac{13}{2} $,得$ 5 = 3a + \frac{13}{2} $,解得$ a = -\frac{1}{2} $,故直线$ y = ax + \frac{13}{2} $的解析式为$ y = -\frac{1}{2}x + \frac{13}{2} $。
(2)对于$ y = x + 2 $,令$ y = 0 $,得$ x = -2 $,则$ A(-2,0) $。
对于$ y = -\frac{1}{2}x + \frac{13}{2} $,令$ y = 0 $,得$ x = 13 $,则$ D(13,0) $。
点$ P $在射线$ DA $上,从$ D $出发,速度为$ 2 $单位/秒,运动时间$ t $秒,故$ P(13 - 2t, 0) $。
$ △ ACP $的面积为$ 15 $,$ A(-2,0) $,$ C(3,5) $,$ P(13 - 2t, 0) $,底$ AP = |(13 - 2t) - (-2)| = |15 - 2t| $,高为$ C $到$ x $轴距离$ 5 $。
由面积公式得:$ \frac{1}{2} × |15 - 2t| × 5 = 15 $,即$ |15 - 2t| = 6 $。
解得$ 15 - 2t = 6 $或$ 15 - 2t = -6 $,即$ t = \frac{9}{2} $或$ t = \frac{21}{2} $。
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