Question

在平面直角坐標系中，?ABCD的頂點A、B、D的坐標分別為（-4，0）、（0，0）、（0，3），點C在第一象限內，將?ABCD繞點B逆時針方向旋轉，使C點落在y軸的正半軸的點P處，頂點D、A的對應點分別為Q、T．
（1）求點C坐標；
（2）求直線PQ的函數解析式；
（3）將?PQTB沿y軸向上平移，得到?P′Q′T′B′，設BB′=m（0＜m≤3）．?P′Q′T′B′與?ABCD重疊部分面積為S，求S關于m的函數關系式．

Answer 1

解：（1）∵（-4，0）、（0，0）、（0，3），四邊形ABCD是平行四邊形，點C在第一象限，
∴AB=4，AB=CD且AB∥CD，
故可得點C的坐標為（4，3）．

（2）∵點C坐標為（4，3），
∴BC=5，
顯然，P點坐標為（0，5），且PQ=DC=4，∠QPB=∠DAB．
過Q點作QH⊥BD，垂足為H，

在Rt△PQH中，QH=PQ•sin∠QPH=PQ•sin∠DAB=4×=，PH=PQ•cos∠QPH=PQ•cos∠DAB=4×=．
故可得：BH=PB-PH=5-=，
從而可得Q（-，），
設直線PQ的解析式為y=kx+b，則

解得，
故直線PQ的解析式為y=x+5．

（3）設B′T′與AB交于點M，Q′T′交AB于點E，交AD于點F，
∵0＜m≤3，
∴S=S_梯形BDFE-S_△BB′M，
由（2）可知，BE=QH=，
∴AE=AB-BE=4-=，
∴EF=AE•tan∠DAB=×=，
∴S_梯形BDFE=（EF+BD）•BE=×（+3）×=，
又∵ET′∥BB′，
∴∠MB′B=∠T′=∠DAB．
∴BM=BB′•tan∠MB'B=m•tan∠DAB=m，
∴S_△BB'M=BM•BB′=×m×m=m²，
∴S=-m²（0＜m≤3）．
分析：（1）先求出AB的長度，從而可得出CD，再由點D的坐標即可得出點C的坐標；
（2）點P的坐標易求出，關鍵是求出Q點的坐標，可過Q作QH⊥y軸于H，那么可在直角三角形PQH中，根據PQ的長和∠QPB的三角函數值（∠QPB=∠DAB），求出PH，QH的長，即可得出Q點的坐標，然后用待定系數法求出直線PQ的解析式．
（3）當0＜m≤3，B'在線段BD上，此時重合部分是個五邊形．設TB'與x軸的交點為M，AD與Q'T的交點為F，那么重合部分的面積可用梯形EFDB的面積-三角形EBB'的面積來求得．
梯形的上底可用AE的長和∠DAB的正切值求出（AE的長為A點橫坐標絕對值與Q點橫坐標絕對值的差），同理可在直角三角形BB′M中求出BM的長，由此可求出S、m的函數關系式．
點評：本題考查了一次函數綜合題，涉及了平行四邊形的性質、圖形面積的求法以待定系數法求一次函數解析式等知識點，綜合性強，第二問的難點在于求點Q的坐標，第三問關鍵是求出梯形EFDB的面積和△EBB'的面積，難度較大．