如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=50,AC=30,矩形DEFG的顶点G与△ABC的顶点C重合,边GD、GF分别与AC,BC重合.GD=12,GF=16,矩

发布时间:2020-08-09 07:08:39

如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=50,AC=30,矩形DEFG的顶点G与△ABC的顶点C重合,边GD、GF分别与AC,BC重合.GD=12,GF=16,矩形DEFG沿射线CB的方向以每秒4个单位长的速度匀速运动,点Q从点B出发沿BA方向以每秒5个单位长的速度匀速运动,过点Q作射线QK⊥AB,交折线BC-CA于点H,矩形DEFG、点Q同时出发,当点Q到达点A时停止运动,矩形DEFG也随之停止运动.设矩形DEFG、点Q运动的时间是t秒(t>0).
(1)求线段DF的长;
(2)求运动过程中,矩形DEFG与Rt△ABC重叠部分的面积s与t的函数关系式(写出自变量的取值范围);
(3)射线QK能否把矩形DEFG分成面积相等的两部分?若能,求出t值;若不能,说明理由;
(4)连接DH,当DH∥AB时,请直接写出t值.

网友回答

解:(1)如图1:连接DF,在Rt△CDF中,CD=12,CF=16,
根据勾股定理:
DF==20;

(2)∵在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=50,AC=30,
∴BC==40,
根据题意得:当t==10时,停止运动;
如图2:当点E在AB上时,
∵∠C=90°,∠EFG=90°,
∴EF∥AC,
∴△BEF∽△BAC,
∴EF:AC=BF:BC,
∴12:30=BF:40,
∴BF=16,
∴CG=BC-BF-GF=40-16-16=8,
此时,t=8÷4=2;
如图3:当F与B重合时,
CG=BC-BG=40-16=24,
此时,t=24÷4=6,
∵tan∠ABC==,tan∠GBD==,
∴此时,点D在直线AB上;
①当0<t≤2时,s=S矩形DEFG=12×16=192,
②如图4:当2<t≤6时,设矩形DEFG的边EF交BC于点M,边DE交AB于点N
∵BF=24-4t?tanB=
∴MF=(24-4t)=18-3t,
∴EM=EF-FM=12-(18-3t)=3t-6,
∴NE=EM=4t-8,
∴s=S矩形DEFG-S△EMN=192-EM?EN=192-6(t-2)2,
③如图5:当6<t≤10时,设DG与AB交于点M,BG=40-4t,
则MG=BG=30-3t,
则s=S△BMG=BG?MG=×(40-4t)(30-3t)=6(10-t)2;

(3)能,
如图6:当QK经过矩形DEFG的对称中心O时,就可以把矩形DEFG分成面积相等的两部分;
∵在Rt△GDF与Rt△CAB中,tan∠GDF===,tan∠B==,
∴∠GFD=∠B,
∴DF∥AB,
∴,
∵DF=20,
∴OF=10,
∵BF=24-4t,HF==,QB=5t,
∴BH=BF+FH=24-4t+,
∴,
解得:t=;

(4)如图7:过点D作MN⊥AB于N,交BC于M,
∵∠GMD+∠B=90°,∠GMD+∠GDM=90°,
∴∠GDM=∠B,
∴GM=GD?tan∠GDM=×12=9,
∴DM==15,
∵BG=40-4t,
∴BM=BG+GM=40-4t+9=49-4t,
∴MN=BM?cos∠B=(49-4t),
∴DN=MN-DM=(49-4t)-15,
∵QH=QB=×5t=t,
∵DH∥AB,
∴QH=DN,
则t=(49-4t)-15,
解得t=.
故t值为.
解析分析:(1)连接DF,在Rt△CDF中,根据勾股定理可得DF的长;
(2)分①当0<t≤2时;②当2<t≤6时;③当6<t≤10时三种情况讨论得到矩形DEFG与Rt△ABC重叠部分的面积s与t的函数关系式;
(3)当QK经过矩形DEFG的对称中心O时,就可以把矩形DEFG分成面积相等的两部分;易得∠GFD=∠B,可得DF∥AB,然后根据平行线分线段成比例定理求出t值;
(4)由于当DH∥AB,可知D、H的纵坐标相等,依此可得关于t的方程,求出t值即可.

点评:此题考查了相似形综合题,涉及的知识点有矩形的性质,勾股定理,相似三角形的判定与性质等知识.此题综合性很强,难度较大,注意掌握数形结合思想、分类讨论思想与方程思想的应用是解此题的关键.
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