11.(5分)如图,长方形 $A B C D$ 的边 $A B=2, B C=1, O$ 是 $A B$ 的中点,点 $P$ 沿着边 $B C$ , CD 与 DA 运动,记 $\angle \mathrm{BOP}=\mathrm{x}$ .将动点 P 到 A , B 两点距离之和表示为 x 的函数 f ( x),则 $y=f(x)$ 的图象大致为( )
(5分)如图,长方形 A B C D 的边 A B=2,…——2015 高考数学第 11 题答案解析
2015_新课标 II 卷 (2015·文)
完整解析 · 逐步详解
【考点】HC:正切函数的图象.
【分析】根据函数图象关系,利用排除法进行求解即可.
【解答】解:当 $0 \leq x \leq \frac{\pi}{4}$ 时,$B P=\tan x, A P=\sqrt{A B^{2}+B P^{2}}=\sqrt{4+\tan ^{2} x}$ ,
此时 $f(x)=\sqrt{4+\tan ^{2} x}+\tan x, 0 \leq x \leq \frac{\pi}{4}$ ,此时单调递增,
当 $P$ 在 $C D$ 边上运动时,$\frac{\pi}{4} \leq x \leq \frac{3 \pi}{4}$ 且 $x \neq \frac{\pi}{2}$ 时,
如图所示, $\tan \angle \mathrm{POB}=\tan (\pi-\angle \mathrm{POQ})=\tan \mathrm{x}=-\tan \angle \mathrm{POQ}=-\frac{\mathrm{PQ}}{\mathrm{OQ}}=-\frac{1}{\mathrm{OQ}}$ ,
$\therefore \mathrm{OQ}=-\frac{1}{\tan \mathrm{x}}$ ,
$\therefore P D=A O-O Q=1+\frac{1}{\tan x}, \quad P C=B O+O Q=1-\frac{1}{\tan x}$ ,
$\therefore \mathrm{PA}+\mathrm{PB}=\sqrt{\left(1-\frac{1}{\tan \mathrm{x}}\right)^{2}+1}+\sqrt{\left(1+\frac{1}{\tan \mathrm{x}}\right)^{2}+1}$ ,
当 $x=\frac{\pi}{2}$ 时,$P A+P B=2 \sqrt{2}$ ,
当 P 在 AD 边上运动时,$\frac{3 \pi}{4} \leq \mathrm{x} \leq \pi, \mathrm{PA}+\mathrm{PB}=\sqrt{4+\tan ^{2} \mathrm{x}}-\tan \mathrm{x}$ ,
由对称性可知函数 $\mathrm{f}(\mathrm{x})$ 关于 $\mathrm{x}=\frac{\pi}{2}$ 对称,
且 $f\left(\frac{\pi}{4}\right)>f\left(\frac{\pi}{2}\right)$ ,且轨迹为非线型,
排除A,C,D,
故选:B.
【点评】本题主要考查函数图象的识别和判断,根据条件先求出 $0 \leq x \leq \frac{\pi}{4}$ 时的解析式是解决本题的关键.



