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(2012•和平区二模)如图①,在平面直角坐标系中,矩形OABC的两边OA、OC分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=4,OC=2.点P从点O出发,沿x轴以每秒1个单位长度的速度向点A匀速运动,当点P到达点A

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(2012•和平区二模)如图①,在平面直角坐标系中,矩形OABC的两边OA、OC分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=4,OC=2.点P从点O出发,沿x轴以每秒1个单位长度的速度向点A匀速运动,当点P到达点A时停止运动,设点P运动的时间是t秒.将线段CP的中点绕点P按顺时针方向旋转90°得点D,点D随点P的运动而运动,连接DP、DA.
(Ⅰ)填空:CP与PD的数量关系是______,CP与PD的位置关系是______;
(Ⅱ)用含t的代数式表示点D的坐标;
(Ⅲ)在点P从O向A运动的过程中,△DPA能否成为直角三角形?若能,求出t的值,若不能,请说明理由;
(Ⅳ)直接写出随着点P的运动,点D运动路线的长.
▼优质解答
答案和解析
(1)CP与PD的数量关系是CP=2PD,CP与PD的位置关系是CP⊥PD.
故答案为:CP=2PD,CP⊥PD;

(2)∵点P从点O出发,沿x轴以每秒1个单位长的速度向点A匀速运动,
∴OP=t,而OC=2,
∴P(t,0),
设CP的中点为F,
则F点的坐标为(
t
2
,1),
∴将线段CP的中点F绕点P按顺时针方向旋转90°得点D,其坐标为(t+1,
t
2
);
∵D点坐标为(t+1,
t
2
,),OA=4,
∴S△DPA=
1
2
AP×
t
2
=
1
2
(4-t)×
t
2
=
1
4
(4t-t2),
∴当t=2时,S最大=1;

(3)能够成直角三角形.
①当∠PDA=90°时,PC∥AD,

由勾股定理得,PD2+AD2=AP2
即(
t
2
2+1+(4-t-1)2+(
t
2
2=(4-t)2
解得,t=2或t=-6(舍去).
∴t=2秒.
②当∠PAD=90°时,此时点D在AB上,

可知,△COP∽△PAD,
CP
PD
=
CO
PA

2
1
=
2
PA

PA=1,
即t+1=4,t=3秒.
综上,可知当t为2秒或3秒时,△DPA能成为直角三角形.

(4)∵根据点D的运动路线与OB平行且相等,OB=2
5

∴点D运动路线的长为2
5