如图,已知△ABC,BC=9cm,现有两个质点甲、乙同时从C点出发,甲沿路线C→B→A以每秒2cm的速度匀速向前移动,乙沿路线C→A以每秒1cm的速度匀速向前移动,当甲到达B点时,乙到达D点,并满足,最后它们同时到达A点.
(1)试判断△ABC的形状;
(2)设在t时刻,甲、乙分别到达E、F处,试确定△CEF的面积S与t的关系,并求出S的最大值.
网友回答
解:(1)如图,由题意可得:CB+CA=2AC,CB:AB=CD:CA=3:8,
又∵BC=9cm,
∴,则AC=12,
从而可得AB=15,
∵AB2=AC2+BC2,
则△ABC是以AB为斜边的直角三角形.-----(6分)
(2)当甲在C→B的过程中时,△CEF是直角三角形,则它的面积为,-----(10分)
当甲在B→A的过程中时,易知EF∥BD,
可知∠CFE=∠ADB=arctan2,令,
则AF=12-t,由EF∥BD得,
故△CEF的面积,
故----(16分)
易知当时有最大值;当t=6时有最大值,
故△CEF的面积的最大值为.--(18分)
解析分析:(1)由已知中△ABC中,BC=9cm,有两个质点甲、乙同时从C点出发,甲沿路线C→B→A以每秒2cm的速度匀速向前移动,乙沿路线C→A以每秒1cm的速度匀速向前移动,当甲到达B点时,乙到达D点,并满足,最后它们同时到达A点.可能CB+CA=2AC,CB:AB=CD:CA=3:8,进而求出AC,AB边的长,由余弦定理(或勾股定理)即可判断△ABC的形状;(2)由于△CEF的形状,在E点位于BC上或E点位于BA上时不同,故我们可以分当甲在C→B的过程中时,和甲在B→A的过程中时,两种情况进行分类讨论,确定出S与t的分段函数表达式,并根据分段函数分段处理的原则,求出S的最大值.
点评:本题考查的知识点是三角形形状的确定,三角形面积公式,函数模型的选择与应用,分段函数,函数的最大值,是利用分段函数解答实际问题的典型例子,其中(2)的关键是分析出E点位于BC上或E点位于BA上时△CEF的形状不同,采用分段讨论的方法是解答本题的关键.