如图,直线l上摆放有等腰△PQR和梯形ABCD,∠PQR=120°,PR=6cm,AD∥BC,AB=AD=DC=2cm,BC=4cm.解答下列问题:
(1)旋转:将△PQR绕点P顺时针方向旋转150°得到△PQ1R1,则的长等于______;
(2)翻折:将△PQ1R1沿过点R1且与直线l垂直的直线翻折,得到翻折后的对应图形△R1Q2P1,试判断四边形PQ1Q2P1的形状,并说明理由;
(3)平移:设P1、B两点重合时,等腰△R1Q2P1以1cm/秒的速度沿直线l向右匀速运动,t?秒时梯形ABCD与等腰△R1Q2P1重合部分的面积记为S.当0<t≤6时,求S与t的函数关系式,并指出S的最大值.
网友回答
解:(1)∵PR=6cm,将△PQR绕点P顺时针方向旋转150°后是以点P为圆心,以PR为半径,圆心角是150°的一段弧,
∴==5πcm;
(2)四边形PQ1Q2P1是等腰梯形.
理由:∵∠PQR=120°,
∴∠RPQ=∠PR1Q1=∠Q2R1P1=30°,
∴PQ1∥R1Q2,由折叠的性质可得Q1P=Q2R1=P1Q2,
∴四边形PQ1Q2R1是平行四边形,
∴四边形PQ1Q2P1是等腰梯形.
(3)①当0<t≤4时,如图1,依题意有:BP1=t,∠KP1B=30°,∠ABP1=60°,
∴P1K⊥BK,
∴KB=BP1=t,KP1=BP1=t,
∴S=BK?KP1=t2,
∴当t=4时,最大值为.
②当4<t≤6时,如图2,依题意有:BR1=6-t,CP1=t-4,
∵△Q2R1P1∽△MR1B∽△CP1N,
∴=()2=()2,=()2=()2,
∴S=S△Q2R1P1-S△BR1M-S△CP1N=S△Q2R1P1
=[1-()2-()2]
=-(t-5)2+,
∴当t=5时,最大值为,
综上所述,面积最大值为.
解析分析:(1)直接根据弧长公式进行计算即可;
(2)由图形旋转的性质可知∠RPQ=∠PR1Q1=∠Q2R1P1=30°,根据平行线的判定定理可知PQ1∥R1Q2,进而可得出四边形PQ1Q2R1是平行四边形,故可得出结论;
(3))①当0<t≤4时,BP1=t,∠KP1B=30°,∠ABP1=60°,由锐角三角函数的定义及特殊角的三角函数值可用t表示出KB,KP1的值,利用三角形的面积公式即可得出结论;
当4<t≤6时,BR1=6-t,CP1=t-4,再根据相似三角形的性质用t表示出△Q2R1P1、△MR1B及△CP1N的面积,根据S=S△Q2R1P1-S△BR1M-S△CP1N=S△Q2R1P1
即可得出结论.
点评:本题考查的是翻折变换,涉及到相似三角形的判定与性质、二次函数的性质及旋转的性质、弧长公式等,综合性较强,难度较大.