如图①,在长为6厘米,宽为3厘米的矩形PQMN中,有两张边长分别为二厘米和一厘米的正方形纸片ABCD和EFGH,且BC且在PQ上,PB=1厘米,PF=厘米,从初始时刻开始,纸片ABCD沿PQ以2厘米每秒的速度向右平移,同时纸片EFGH沿PN以1厘米每秒的速度向上平移,当C点与Q点重合时,两张图片同时停止移动,设平移时间为t秒时,(如图②),纸片ABCD扫过的面积为S1,纸片EFGH扫过的面积为S2,AP,PG,GA所围成的图形面积为S(这里规定线段面积为零,扫过的面积含纸片面积).解答下列问题:
(1)当t=时,PG=______,PA=______时,PA______PG+GA(填=或≠);
(2)求S与t之间的关系式;
(3)请探索是否存在t值(t>),使S1+S2=4S+5.若存在,求出t值;若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)当t=时,PG=,PA=2,此时PA=PG+GA;(各1分)
(2)①当0≤t≤0.5时,连接GB
S△APG=S△APB-S△PGB-S△AGB
=×2(2t+1)-(2t+1)(t+0.5)-×2×2t
=-t2-t+
②当0.5<t≤1.5时,过A作AK⊥PN于K,连接KG
S△APG=S△APK-S△PGK-S△AGK
=×2(2t+1)-(2t+1)(1.5-t)-×1×2
=t2+t-
(3)存在
S1=2(2t+2)=4t+4,S2=t+1
若S1+S2=4S+5,则
4t+4+t+1=4(t2+t-)+5,即4t2-t-3=0
∴t1=(舍去),t2=1
即当t=1时,S1+S2=4S+5.
解析分析:(1)PG==,PA==2,AG==,∴PA=PG+GA.
(2)由(1)得当t=0.5时,G在AP上,那么可分G在△APB内和△APB外两种情况进行解答.
(3)按等量关系列出等式,根据t的取值范围得到所求.
点评:本题考查运动过程中面积的变化形式.注意扫过的面积应是原来正方形的面积+扫过矩形的面积.