如图①所示,在直角梯形ABCD中,∠BAD=90°,E是直线AB上一点,过E作直线l∥BC,交直线CD于点F.将直线l向右平移,设平移距离BE为t(t≥0),直角梯形ABCD被直线l扫过的面积(图中阴影部分)为S,S关于t的函数图象如图②所示,OM为线段,MN为抛物线的一部分,NQ为射线,N点横坐标为4.
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(1)梯形上底的长AB=______;
(2)直角梯形ABCD的面积=______;
图象理解
(3)写出图②中射线NQ表示的实际意义;
(4)当2<t<4时,求S关于t的函数关系式;
问题解决
(5)当t为何值时,直线l将直角梯形ABCD分成的两部分面积之比为1:3.
网友回答
解:由题意得:
(1)AB=2.
(2)S梯形ABCD=12.
(3)当平移距离BE大于等于4时,直角梯形ABCD被直线l扫过的面积恒为12.
(4)当2<t<4时,如图所示,
直角梯形ABCD被直线l扫过的面积S=S直角梯形ABCD-SRt△DOF
=12-(4-t)×2(4-t)=-t2+8t-4.
(5)①当0<t<2时,有4t:(12-4t)=1:3,解得t=.
②当2<t<4时,有(-t2+8t-4):[12-(-t2+8t-4)]=3:1,
即t2-8t+13=0,
解得t=4-,t=4+ (舍去).
答:当t= 或t=4-时,直线l将直角梯形ABCD分成的两部分面积之比为1:3.
解析分析:(1)根据图②可知,当0≤t≤2时,E在线段AB上运动(包括与A、B重合),在此期间E点运动了2,因此可求得AB的长为2.
(2)根据图形可知:当2<t<4时,E在AB的延长线上,且F在D点左侧,此期间E点运动了2,因此下底长为2+2=4,根据t=2时,重合部分的面积为8可求出梯形的高为4,因此梯形的面积为×(2+4)×4=12.
(3)当t>4时,直线l与梯形没有交点,因此扫过的面积恒为梯形的面积12.
(4)当2<t<4时,直线扫过梯形的部分是个五边形,如果设直线l与AD的交点为0,那么重合部分的面积可用梯形的面积减去三角形OFD的面积来求得.梯形的面积在(2)中已经求得.三角形OFD中,底边DF=4-t,而DF上的高,可用DF的长和∠BCD的正切值求出,由此可得出S,t的函数关系式.
(5)本题要分情况讨论:
①当0<t<2时,重合部分的平行四边形的面积:直角梯形AEFD的面积=1:3,据此可求出t的值.
②当2<t<4时,重合部分的五边形的面积:三角形OFD的面积=3:1,由此可求出t的值.
点评:本题是运动型问题,考查了直角梯形和平行四边形的性质、图形面积的求法以及二次函数的综合应用等知识.