如图,在平面直角坐标系 $xOy$ 中,$\mathrm{Rt}\triangle OAB$ 的直角顶点 $A$ 在 $x$ 轴上,$OA=4$,$AB=3$.动点 $M$ 从点 $A$ 出发,以每秒 $1$ 个单位长度的速度,沿 $AO$ 向终点 $O$ 移动;同时点 $N$ 从点 $O$ 出发,以每秒 $1.25$ 个单位长度的速度,沿 $OB$ 向终点 $B$ 移动.当两个动点运动了 $x$ 秒($0<x<4$)时,解答下列问题:
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
    >
    代几综合
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    直角三角形的存在性
  • 题型
    >
    代几综合
    >
    直角三角形的存在性
  1. 求点 $N$ 的坐标(用含 $x$ 的代数式表示);
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      直角三角形的存在性
    答案
    点 $N$ 的坐标为 $\left(x,\dfrac 34x\right)$
    解析
    在 $\mathrm{Rt}\triangle OAB$ 中,由勾股定理得 $OB=\sqrt{OA^2+AB^2}=5$.
    如图,过点 $N$ 作 $NP\perp OA$ 于点 $P$.易证 $\triangle PON\sim \triangle AOB$,
    从而 $\dfrac{OP}{OA}=\dfrac{ON}{OB}=\dfrac{PN}{AB}$,
    所以 $OP=x$,$PN=\dfrac 34x$.
    即点 $N$ 的坐标为 $\left(x,\dfrac 34x\right)$.
  2. 在两个动点运动过程中,是否存在某一时刻,使 $\triangle OMN$ 是直角三角形?若存在,求出 $x$ 的值;若不存在,请说明理由.
    标注
    • 题型
      >
      代几综合
      >
      直角三角形的存在性
    答案
    存在,$\triangle OMN$ 是直角三角形时 $x$ 的值为 $2$ 或 $\dfrac{64}{41}$
    解析
    当 $\triangle OMN$ 是直角三角形时,可得 $\triangle OMN$ 和 $\triangle OAB$ 相似.分两种情况:
    ① 若 $\angle MNO=90^\circ$,则有 $\dfrac{OM}{OB}=\dfrac{ON}{OA}$,
    即 $\dfrac{4-x}{5}=\dfrac{1.25x}{4}$,
    解得 $x=\dfrac{64}{41}$;
    ② 若 $\angle OMN=90^\circ$,则有 $\dfrac{OM}{OA}=\dfrac{ON}{OB}$,
    即 $\dfrac{4-x}{4}=\dfrac{1.25x}{5}$,
    解得 $x=2$.
    综上可得,$\triangle OMN$ 是直角三角形时 $x$ 的值为 $2$ 或 $\dfrac{64}{41}$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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