如图,在平行四边形ABCD中,AD=4cm,∠A=60°,BD⊥AD.一动点P从A出发,以每秒1cm的速度沿A→B→C的路线匀速运动,过点P作直线PM,使PM⊥AD.

发布时间:2020-08-09 21:42:44

如图,在平行四边形ABCD中,AD=4cm,∠A=60°,BD⊥AD.一动点P从A出发,以每秒1cm的速度沿A→B→C的路线匀速运动,过点P作直线PM,使PM⊥AD.
(1)当点P运动2秒时,设直线PM与AD相交于点E,求△APE的面积;
(2)当点P运动2秒时,另一动点Q也从A出发沿A→B→C的路线运动,且在AB上以每秒1cm的速度匀速运动,在BC上以每秒2cm的速度匀速运动.过Q作直线QN,使QN∥PM.设点Q运动的时间为t秒(0≤t≤10),直线PM与QN截平行四边形ABCD所得图形的面积为Scm2.
①求S关于t的函数关系式;
②(附加题)求S的最大值.

网友回答

解:(1)当点P运动2秒时,AP=2cm,由∠A=60°,知AE=1,PE=.
∴S△APE=;

(2)①当0≤t<6时,点P与点Q都在AB上运动,如图所示:

设PM与AD交于点G,QN与AD交于点F,
则AQ=t,AF=,QF=t,
AP=t+2,AG=1+,PG=+t.
∴此时两平行线截平行四边形ABCD的面积为S=t+;
②当6≤t<8时,点P在BC上运动,点Q仍在AB上运动.如图所示:

设PM与DC交于点G,QN与AD交于点F,则AQ=t,AF=,
DF=4-,QF=t,BP=t-6,CP=10-t,PG=(10-t),
而BD=4,故此时两平行线截平行四边形ABCD的面积为S=-t2+10t-34,
③当8≤t≤10时,点P和点Q都在BC上运动.如图所示:

设PM与DC交于点G,QN与DC交于点F,则CQ=20-2t,QF=(20-2t),
CP=10-t,PG=(10-t).
∴此时两平行线截平行四边形ABCD的面积为S=.
故S关于t的函数关系式为;

②(附加题)当0≤t<6时,S的最大值为,
当6≤t<8时,S的最大值为6,(舍去),
当8≤t≤10时,S的最大值为6,
所以当t=8时,S有最大值为6.
(如正确作出函数图象并根据图象得出最大值,同样给4分)
解析分析:(1)在三角形AEP中,AP=2,∠A=60°,利用三角函数可求出AE和PE,即可求出面积;
(2)①此题应分情况讨论,因为两个动点运动速度不同,所以有点P与点Q都在AB上运动、点P在BC上运动点Q仍在AB上运动、点P和点Q都在BC上运动三种情况,在每种情况下可利用三角函数分别求出我们所需要的值,进而求解.
②在①的基础上,首先①求出函数关系式之后,根据t的取值范围不同函数最大值也不同.

点评:此题解答需数形结合,把函数知识和几何知识紧密联系在一起,难易程度适中.
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