Question

如圖，直線y=-

4

3

x+4與x軸交于點A，與y軸交于點B．有兩動點C、D同時從點O出發(fā)，其中點C以每秒

3

2

個單位長度的速度沿折線OAB按O→A→B的路線運動，點D以每秒4個單位長度的速度沿折線OBA按O→B→A的路線運動，當C、D兩點相遇時，它們都停止運動．設C、D同時從點O出發(fā)t秒時，△OCD的面積為S．
（1）請問C、D兩點在運動過程中，是否存在CD∥OB？若存在，請求出此時t的值；若不存在，請說明理由；
（2）請求出S關于t的函數(shù)關系式，并寫出自變量t的取值范圍；
（3）設S₀是（2）中函數(shù)S的最大值，那么S₀=______．

Answer 1

（1）不存在CD∥OB，理由為：
若CD∥OB，則點C，D應分別在線段OA，AB上，此時1＜t＜2，在Rt△AOB中，AB=5，
設點D的坐標為（x₁，y₁），
∴

|x1|

3

=

4t-4

5

，
∴|x₁|=

3

5

（4t-4）=

12t-12

5

，
∵CD∥OB，
∴

12t-12

5

=

3

2

t，
∴t=

8

3

，
∵t=

8

3

＞2，不滿足1＜t＜2，
∴不存在CD∥OB；

（2）根據(jù)題意得D，C兩點相遇的時間為

3+4+5

3 2 +4

=

24

11

（秒），
現(xiàn)分情況討論如下：
（ⅰ）當0＜t≤1時，S=

1

2

×

3

2

t•4t=3t²；
（ⅱ）當1＜t≤2時，設點D的坐標為（x₂，y₂），
∴

|y2|

4

=

5-(4t-4)

5

，即|y₂|=

36t-16

5

，
∴S=

1

2

×

3

2

t×

36t-16

5

=-

12

5

t²+

27

5

t；
（ⅲ）當2＜t＜

24

11

時，
設點D的坐標為（x₃，y₃），類似（ⅱ）可得|y₃|=

36-16t

5

，
設點C的坐標為（x₄，y₄），∴

|y4|

4

=

3 2 t-3

5

，即|y₄|=

6t-12

5

，
∴S=S_△AOD-S_△AOC=

1

2

×3×

36-16t

5

-

1

2

×3×

6t-12

5

=-

33

5

t+

72

5

；

（3）當0＜t≤1時，S=3t²，函數(shù)的最大值是3；
當1＜t≤2時，S=-

12

5

t²+

27

5

t．函數(shù)的最大值是

243

80

，
當2＜t＜

24

11

時，S=-

33

5

t+

72

5

，0＜S＜

6

5

，
∴S₀=

243

80

．
故答案為：（3）

243

80