如图,G为正方形ABCD的对称中心,A(0,2),B(1,0),直线OG交AB于E,DC于F,点Q从A出发沿A→B→C的方向以个单位每秒速度运动,同时,点P从O出发沿

发布时间:2020-08-07 10:01:46

如图,G为正方形ABCD的对称中心,A(0,2),B(1,0),直线OG交AB于E,DC于F,点Q从A出发沿A→B→C的方向以个单位每秒速度运动,同时,点P从O出发沿OF方向以个单位每秒速度运动,Q点到达终点,点P停止运动,运动时间为t.求:
(1)求G点的坐标.
(2)当t为何值时,△AEO与△DFP相似?
(3)求△QCP面积S与t的函数关系式.

网友回答

解:(1)过C作CN⊥x轴于N;由于四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°;
∴∠ABO+∠CBN=90°,
∵∠CBN+∠BCN=90°,
∴∠BCN=∠ABO,
∠AOB=∠BNC,
∴△ABO≌△BCN(aas),
则AO=BN=2,OB=CN=1,
∴C(3,1),
∵A(0,2),G为对角线AC的中点,
∴G(,)即G();

(2)由于G是正方形的对称中心,
∴∠GDF=45°,
由于AB∥CD,得∠DFP=∠AEO,若△AEO与△DFP相似,则:
①当∠PDF=45°时,P、G重合,此时P(),,
故t=,
②∵A(0,2)B(1,0)C(3,1),
∴D(2,3),
当∠DPF=45°时,DP∥y轴,此时P(2,2),故t=2;
所以当t=2或t=时,△AEO与△DFP相似;

(3)0≤t≤,
∵AQ=t,
∴Q(t,2-2t),
∵OP=t,
∴P(t,t),
∴PQ∥y轴,
∴PQ=2-2t-t=-3t+2,
∴高h=3-t,
∴S△QCP=(-3t+2)(3-t),
∴S=,
②≤t≤1时,
PQ=3t-2,
∴S△QCP=(3t-2)(3-t),
∴S=-t2+t-3,
③1≤t≤2时,
如图,过P点作PH⊥BC,PI⊥x轴,垂足为H、I,PI交BC于M,
∴△BIM∽△PHM,
∵正方形ABCD,
∴∠ABO+∠MBI=90°,
∴∠OAB=∠MBI,
∴△BIM∽△ABO∽△PHM,
∵BI=t-1,
∴MI=,PM=,
∴PH=PM=,
∴S△QCP=,
∴S=.
解析分析:(1)过C作CN⊥x轴于N,△ABO≌△BCN,推出C点的坐标,然后结合A、B两点的坐标即可推出G点的坐标;
(2)若想△AEO与△DFP相似,我们要先了解需要哪些条件,由于G是正方形的对称中心?∠GDF=45°,然后分两种情况进行讨论:∠DPF=45°时和当∠PDF=45°时,很容易即可推出t所的值;
(3)因为Q为运动的点,本题要根据Q点的不同位置分类求解:第一种情况为Q点在AE上时,第二种情况为Q点在EB上时,第三种情况为Q点在BC上时,根据三角形的面积公式,结合已知条件,分别求出△QCP面积S与t的函数关系式.

点评:本题主要考查相似三角形的判定与性质,三角形全等的性质,正方形的性质,二次函数式在实际问题中的综合应用,关键在于结合已知条件,求出各相关点的坐标,考虑Q点在不同位置时的分类求解.
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