如图,已知直角梯形纸片OABC中,两底边AO=5,BC=4,垂直于底的腰CO=.点T在线段AO上(不与线段端点重合),将纸片折叠,使点A落在射线AB上(记为点A′,折

发布时间:2020-08-09 03:10:46

如图,已知直角梯形纸片OABC中,两底边AO=5,BC=4,垂直于底的腰CO=.点T在线段AO上(不与线段端点重合),将纸片折叠,使点A落在射线AB上(记为点A′,折痕经过点T,折痕TP与射线AB交于点P,设OT=t,折叠后纸片重叠部分(图中的阴影部分)的面积为S.
(1)求∠OAB的度数;
(2)求当点A′在线段AB上时,S关于t的函数关系式;
(3)当纸片重叠部分的图形是四边形时,求t的取值范围;
(4)S存在最大值吗?若存在,求出这个最大值,并求此时t的值;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)过点B作BE⊥OA,垂足为E,可得AE=OA-OE=1,tanA=,
∴∠OAB=60°;
(2)当点A在线段AB上时,
∵∠OAB=60°,TA=TA′,
∴△A′TA是等边三角形,且TP⊥AB,TA=5-t,
∴S△ATP=S△ATA=(5-t)2=(5-t)2,(3≤t<5);
(3)当纸片重叠部分的图形是四边形时,因△A′TA是等边三角形,所以2<AT<4,从而1<t<3;
(4)S存在最大值.
①当3≤t<5时,S=(5-t)2,在对称轴t=5的左边,S的值随t的增大而减小,当t=3时,S的值最大是;

②当1≤t<3时,重叠部分的面积S=(5-t)2(3-t)2=(t-1)2+;
当t=1时,S有最大值为;

③当0<t<1时,即当点A′和点P都在线段AB的延长线上(其中E是TA′与CB的交点,F是TA与CB的交点),
此时重叠部分的面积是三角形EFT的面积,AP=AT=,BP=AP-AB=,
AB=AP+BP=+=3-t,因为三角形ABE是等边三角形,因此,
BE=AB=3-t,在直角三角形BPF中,PF=2BP=1-t,因此EF=BE-BF=3-t-(1-t)=2,
因此S=×2×=.

解析分析:(1)可通过构建直角三角形来求解.过B作AO的垂线那么得出的锐角的正切值就应该是上下底的差除以OC的长,正好可得出这个锐角应是30°,那么∠BAT的度数就应该是60°;
(2)由(1)得出的∠BAO的60°,以及折叠得到的AT=A′T,那么三角形A′AT是等边三角形,且三边长均为5-t.求面积就要有底边和高,我们可以AA′为高,那么PT就是高,AA′=5-t,那么关键是PT的值,已知了∠BAT的度数,我们可以用AT的长以及∠BAT的正弦函数表示出PT的长,由此可根据三角形的面积公式得出关于S,t的函数关系式;
(3)当重叠部分是四边形时,那么此时A′应该在AB的延长线上,那么此时AA′的最小值应该是AB的长即2,最大的值应该是当P与B重合时AA′的值即4,由于三角形ATA′是个等边三角形,那么AT的取值范围就是2<AT<4,那么t的取值就应是1<t<3;
(4)可分成三种情况进行讨论:
①当A′在AB上时,即当3≤t<5时,可根据(2)的函数来求出此时S的最大值.
②当A′在AB延长线上但P在AB上时,即当1≤t<3时,此时重合部分的面积=三角形AA′T的面积-上面的小三角形的面积,根据AT和AB的长,我们可得出A′B的长,然后按(2)的方法即可得出上面的小三角形的面积,也就可以求出重合部分的面积;
③当A′在AB延长线上且P也在AB延长线上时,即当0<t<1时,重合部分的面积就是三角形EFT的面积(其中E是TA′与CB的交点,F是TA与CB的交点)那么关键是求出BF,BE的值,知道了AT的长,也就知道了AP、A′P的长,根据AB=2我们不难得出BP的长,有了BP的长就可以求出A′B、BE的长,在直角三角形BPE中,可根据∠PBF的度数,和BP的长,来表示出BF的长,这样我们就能表示出EF的长了,又知道EF边上的高是OC的长,因此可根据三角形的面积来求出S的值.
然后综合三种情况判断出是否有S的最大值.

点评:本题主要考查了直角梯形,等边三角形的性质以及二次函数的应用等知识点,弄清楚等边三角形中各边的关系是解题的关键.
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