如图,在菱形ABCD中,AB=10,∠BAD=60度.点M从点A以每秒1个单位长的速度沿着AD边向点D移动;设点M移动的时间为t秒(0≤t≤10).(1)点N为BC边

发布时间:2020-08-08 16:18:48

如图,在菱形ABCD中,AB=10,∠BAD=60度.点M从点A以每秒1个单位长的速度沿着AD边向点D移动;设点M移动的时间为t秒(0≤t≤10).
(1)点N为BC边上任意一点,在点M移动过程中,线段MN是否一定可以将菱形分割成面积相等的两部分并说明理由;
(2)点N从点B(与点M出发的时刻相同)以每秒2个单位长的速度沿着BC边向点C移动,在什么时刻,梯形ABNM的面积最大并求出面积的最大值;
(3)点N从点B(与点M出发的时刻相同)以每秒a(a≥2)个单位长的速度沿着射线BC方向(可以超越C点)移动,过点M作MP∥AB,交BC于点P.当△MPN≌△ABC时,设△MPN与菱形ABCD重叠部分的面积为S,求出用t表示S的关系式,井求当S=0时的值.

网友回答

解:(1)设:BN=a,CN=10-a(0≤a≤10)
因为,点M从点A以每秒1个单位长的速度沿着AD边向点D移动,点M移动的时间为t秒(0≤t≤10)
所以,AM=1×t=t(0≤t≤10),MD=10-t(0≤t≤10).
所以,梯形AMNB的面积=(AM+BN)×菱形高÷2=(t+a)×菱形高÷2;
梯形MNCD的面积=(MD+NC)×菱形高÷2=[(10-t)+(10-a)]×菱形高÷2
当梯形AMNB的面积=梯形MNCD的面积时,
即t+a=10,(0≤t≤10),(0≤a≤10)
所以,当t+a=10,(0≤t≤10),(0≤a≤10)时,可出现线段MN一定可以将菱形分割成面积相等的两部分.

(2)点N从点B以每秒2个单位长的速度沿着BC边向点C移动,设点N移动的时间为t,可知0≤t≤5,
因为AB=10,∠BAD=60°,所以菱形高=5,
AM=1×t=t,BN=2×t=2t.
所以梯形ABNM的面积=(AM+BN)×菱形高÷2=3t×5×=t(0≤t≤5).
所以当t=5时,梯形ABNM的面积最大,其数值为.

(3)当△MPN≌△ABC时,
则△ABC的面积=△MPN的面积,则△MPN的面积为菱形面积的一半为25;
因为要全等必有MN∥AC,
∴N在C点外,所以不重合处面积为×(at-10)2×
∴重合处为S=25-,
当S=0时,即PM在CD上,
∴a=2.
解析分析:(1)菱形被分割成面积相等的两部分,那么分成的两个梯形的面积相等,而两个梯形的高相等,只需上下底的和相等即可.
(2)易得菱形的高,那么用t表示出梯形的面积,用t的最值即可求得梯形的最大面积.
(3)易得△MNP的面积为菱形面积的一半,求得不重合部分的面积,让菱形面积的一半减去即可.

点评:本题考查了菱形以及相应的三角函数的性质,注意使用两条平行线间的距离相等等条件.
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