如图,已知直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=12cm,BC=8cm,DC=13cm,动点P沿A→D→C线路以2cm/秒的速度向C运动,动点Q沿B→C线路以1cm/秒的速度向C运动.P、Q两点分别从A、B同时出发,当其中一点到达C点时,另一点也随之停止.设运动时间为t秒,△PQB的面积为ycm2.
(1)求AD的长及t的取值范围;
(2)当1.5≤t≤t0(t0为(1)中t的最大值)时,求y关于t的函数关系式;
(3)请具体描述:在动点P、Q的运动过程中,△PQB的面积随着t的变化而变化的规律.
网友回答
解:
(1)在梯形ABCD中,AD∥BC、∠B=90°过D作DE⊥BC于E点,如图所示
∴AB∥DE
∴四边形ABED为矩形,
∴DE=AB=12cm
在Rt△DEC中,DE=12cm,DC=13cm
∴EC=5cm
∴AD=BE=BC-EC=3cm
点P从出发到点C共需=8(秒),
点Q从出发到点C共需=8秒,
又∵t≥0,
∴0≤t≤8;
(2)当t=1.5(秒)时,AP=3,即P运动到D点
∴当1.5≤t≤8时,点P在DC边上
∴PC=16-2t
过点P作PM⊥BC于M,如图所示
∴PM∥DE
∴=即=
∴PM=(16-2t)
又∵BQ=t
∴y=BQ?PM
=t?(16-2t)
=-t2+t,
(3)∵由(2)知y=-t2+t=-(t-4)2+,
即顶点坐标是(4,),抛物线的开口向下,
即抛物线被对称轴分成两部分:
在对称轴的左侧(t<4),△PQB的面积随着t的增大而(继续)增大;
在对称轴的右侧(t>4)时,△PQB的面积随着t的增大而减小;
即当0≤t≤1.5时,△PQB的面积随着t的增大而增大;
当1.5<t≤4时,△PQB的面积随着t的增大而(继续)增大;
当4<t≤8时,△PQB的面积随着t的增大而减小.
注:①上述不等式中,“1.5<t≤4”、“4<t≤8”写成“1.5≤t≤4”、“4≤t≤8”也得分.
②若学生答:当点P在AD上运动时,△PQB的面积先随着t的增大而增大,当点P在DC上运动时,△PQB的面积先随着t的增大而(继续)增大,之后又随着t的增大而减小.给
③若学生答:△PQB的面积先随着t的增大而减小给.
解析分析:(1)过D作DE⊥BC于E点,如图所示,把梯形的问题转化为矩形和直角三角形的问题,结合题目的已知条件,利用勾股定理即可求出CE,然后也可以求出AD的长度,接着就可以求出点P从出发到点C和点Q从出发到点C所需时间,也就求出了t的取值范围;
(2)首先通过计算确定P的位置在点P在DC边上,过点P作PM⊥BC于M,如图所示,由此得到PM∥DE,然后利用平行线分线段成比例可以用t表示PM,再利用三角形的面积公式即可求出函数关系式;
(3)利用函数关系式结合t的取值范围可以得到动点P、Q的运动过程中,△PQB的面积随着t的变化而变化的规律.
点评:此题比较复杂,考查了梯形的性质、直角三角形的性质、矩形的性质、勾股定理及三角形的面积公式等知识,也以动态的形式考查了分类讨论的思想,函数的知识,具有很强的综合性.