已知:如图,△ABC中,∠C=90°,AC=3厘米,CB=4厘米.两个动点P、Q分别从A、C两点同时按顺时针方向沿△ABC的边运动.当点Q运动到点A时,P、Q两点运动

发布时间:2020-08-12 07:52:55

已知:如图,△ABC中,∠C=90°,AC=3厘米,CB=4厘米.两个动点P、Q分别从A、C两点同时按顺时针方向沿△ABC的边运动.当点Q运动到点A时,P、Q两点运动即停止.点P、Q的运动速度分别为1厘米/秒、2厘米/秒,设点P运动时间为t(秒).
(1)当时间t为何值时,以P、C、Q三点为顶点的三角形的面积(图中的阴影部分)等于2厘米2;
(2)当点P、Q运动时,阴影部分的形状随之变化.设PQ与△ABC围成阴影部分面积为S(厘米2),求出S与时间t的函数关系式,并指出自变量t的取值范围;
(3)点P、Q在运动的过程中,阴影部分面积S有最大值吗?若有,请求出最大值;若没有,请说明理由.

网友回答

解:(1)
S△PCQ=PC?CQ=(3-t)?2t=(3-t)t=2,
解得t1=1,t2=2.
∴当时间t为1秒或2秒时,S△PCQ=2厘米2;

(2)①当0<t≤2时,S△PCQ=PC?CQ=(3-t)?2t=(3-t)t,S=-t2+3t;
②当2<t≤3时,AQ=9-2t,
作PH⊥AB于H,则△AHP∽△ACB,
∴PH:BC=AP:AB
∴PH=t,
∴S=S△ABC-S△APQ,即S=t2-t+6;
③在3<t≤4.5时,CP=t-AC=t-3,则BP=BC-PC=4-(t-3)=7-t,
∵△ABC∽△PBH,
∴=,即=,
故PH=,
又∵BQ=2t-BC=2t-4,
∴S=BQ?PH=(2t-4)?=-t2+t-;

(3)有最大值.
①在0<t≤2时,S=-t2+3t=-(t-)2+,当t=,S有最大值,S1=;
②在2<t≤3时,S=t2-t+6=(t-)2+,当t=,S有最大值,S2=;
③在3<t≤4.5时,S=-t2+t-=-(t-)2+,当t=,S有最大值,S3=;
∵S2<S1<S3
∴t=时,S有最大值,S最大值=.
解析分析:(1)由于PC=3-t,CQ=2t,∠C=90°,可表示S△PCQ,从而求出t的值;
(2)根据运动状态,分三种可能情况:①当0<t≤2时,②当2<t≤3时,③当3<t≤4.5时,分别表示阴影部分面积,在②中,S=S△ABC-S△APQ,由,∠C=90°,AC=3厘米,CB=4厘米,用勾股定理可求AB=5厘米,作PH⊥AB于H,利用相似比表示PH,再表示面积;
(3)用(2)的结论,分别求出每一种情况下的最大值(注意自变量取值范围),再比较,求出整个过程中的最大值.

点评:本题考查了二次函数的实际运用,以时间t为自变量,面积为函数,形成二次函数关系式,再求二次函数最大值;同时,渗透了分类讨论的思想.
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