如图,直线y=-x+4与坐标轴分别交于点A、B,与直线y=x交于点C.在线段OA上,动点Q以每秒1个单位长度的速度从点O出发向点A做匀速运动,同时动点P从点A出发向点O做匀速运动,当点P、Q其中一点停止运动时,另一点也停止运动.分别过点P、Q作x轴的垂线,交直线AB、OC于点E、F,连接EF.若运动时间为t秒,在运动过程中四边形PEFQ总为矩形(点P、Q重合除外).
(1)求点P运动的速度是多少?
(2)当t为多少秒时,矩形PEFQ为正方形?
(3)当t为多少秒时,矩形PEFQ的面积S最大?并求出最大值.
网友回答
解:(1)∵直线y=-x+4与坐标轴分别交于点A、B,
∴x=0时,y=4,y=0时,x=8,
∴==,
当t秒时,QO=FQ=t,则EP=t,
∵EP∥BO,
∴==,
∴AP=2t,
∵动点Q以每秒1个单位长度的速度从点O出发向点A做匀速运动,
∴点P运动的速度是每秒2个单位长度;
(2)如图1,当PQ=PE时,矩形PEFQ为正方形,
则∵OQ=FQ=t,PA=2t,
∴QP=8-t-2t=8-3t,
∴8-3t=t,
解得:t=2,
如图2,当PQ=PE时,矩形PEFQ为正方形,
∵OQ=t,PA=2t,
∴OP=8-2t,
∴QP=t-(8-2t)=3t-8,
∴t=3t-8,
解得:t=4;
(3)如图1,当Q在P点的左边时,
∵OQ=t,PA=2t,
∴QP=8-t-2t=8-3t,
∴S矩形PEFQ=QP?QF=(8-3t)?t=8t-3t2,
当t=-=时,
S矩形PEFQ的最大值为:=,
如图2,当Q在P点的右边时,
∵OQ=t,PA=2t,
∴2t>8-t,
∴t,
∴QP=t-(8-2t)=3t-8,
∴S矩形PEFQ=QP?QE=(3t-8)?t=3t2-8t,
∵当点P、Q其中一点停止运动时,另一点也停止运动,
∴<t≤4,
当t=-=时,S矩形PEFQ的最小,
∴t=4时,S矩形PEFQ的最大值为:3×42-8×4=16,
综上所述,当t=4时,S矩形PEFQ的最大值为:16.
解析分析:(1)根据直线y=-x+4与坐标轴分别交于点A、B,得出A,B点的坐标,再利用EP∥BO,得出==,据此可以求得点P的运动速度;
(2)当PQ=PE时,以及当PQ=PE时,矩形PEFQ为正方形,分别求出即可;
(3)根据(2)中所求得出s与t的函数关系式,进而利用二次函数性质求出即可.
点评:此题主要考查了二次函数与一次函数的综合应用,得出P,Q不同的位置进行分类讨论得出是解题关键.