如图1,△ABC中,AB=AC=5cm,BC=6cm,边长为2cm的菱形DEFG两边DG、DE分别在AC、AB上.若菱形DEFG以1cm/s的速度沿射线AC方向平移.

发布时间:2020-08-07 07:12:07

如图1,△ABC中,AB=AC=5cm,BC=6cm,边长为2cm的菱形DEFG两边DG、DE分别在AC、AB上.若菱形DEFG以1cm/s的速度沿射线AC方向平移.
(1)经过______秒菱形DEFG的顶点F恰好在BC上;
(2)求菱形DEFG的面积;
(3)设菱形DEFG与△ABC的重合部分为Scm2,菱形DEFG平移的时间为t秒.求S与t的函数关系式.

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解:(1)如图2,
∵菱形DEFG,
∴EF∥DG∥AB,
∴∠B=∠EFC,
∵AB=AC=5cm,
∴∠B=∠C,
∴∠C=∠EFC,
∴EC=EF=2cm,
∴AD=AC-DE-EC
=5-2-2=1(cm),
∴要经过1秒菱形DEFG的顶点F恰好在BC上,

(2)如图3,连接GE、AF,交于点O,并延长AF交BC于点H.
∵AG=AE,
∴∠AGE=∠AEG,
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∴∠AEG=∠C=.
∴GE∥BC,
∴=,
∴GE=.
∵菱形DEFG中,GE⊥AF,
∴AH⊥BC,
∴CH=BC=3.
∴Rt△ACH中,AH==4.
∴=,
∴AO=,
∴AF=.
∴S菱形DEFG=GE?AF=.

(3)①当0≤t≤1时,S=
②如图4,当1<t≤3时,
AD=t,则CE=5-t-2=3-t,EN=EC=3-t,
故FN=2-(3-t)=t-1.
由△FMN∽△ABC可得=()2.
即=()2,
∴S△FMN=(t-1)2.
所以S=S菱形AEFG-S△FMN=-(t-1)2
③如图5,当3<t≤5时,AD=t,则CD=5-t,
∵△DMC∽△ABC
∴=()2.
即=()2,
∴S=(5-t)2.
④当t>5时,S=0.
解析分析:(1)要求菱形DEFG的顶点F恰好在BC上的时间,只要求出D点移动的距离即可,可根据平行线及等腰三角形的知识求得△EFC是等腰三角形,利用线段差可求AD的大小;
(2)要求菱形的面积,知道菱形的边长,只要求出菱形的一条对角线的长,利用勾股定理求得另一条对角线的长,可求面积;
(3)要求S与t的函数关系式,要分四种情况,对每种情况进行逐个分析,可得结论.

点评:本题考查了相似三角形的判定及性质、勾股定理、菱形的性质与平移的性质;在求s与t的关系是分情况讨论是正确解答的关键,做题时注意思考全面.
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