如图,梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,已知AD=8,BC=12,AB=4.动点E从点B出发,沿射线BA以每秒3个单位的速度移动;同时动点F从点A出发,在线段AD上以每秒2个单位的速度向点D移动.当点F与点D重合时,E、F两点同时停止移动.设点E移动时间为t秒.
(1)求当t为何值时,三点C、E、F共线;
(2)设顺次连接四点B、C、F、E所得封闭图形的面积为S,求出S与t之间的函数关系(要求写出t的取值范围);并求当S取最大值时tan∠BEF的值;
(3)求当t为何值时,以B、E、F为顶点的三角形是等腰三角形?
网友回答
解:(1)依题意得BE=3t,AF=2t,当C,E,F三点共线时,
∵AF∥BC
∴△AEF∽△BEF
∴=即:=;解得t2-6t+8=0,t1=2,t2=4
∴当t=2或4秒时,C、E、F三点共线.
(2)当0≤t<时,S=(2t+12)×4-(4-3t)×2t=3t2+24;
当≤t≤4时,S=(2t+12)×4+12(3t-4)×2t=3t2+24
故当t=4时,S最大为72,此时BE=3t=12,tan∠BEF==1.
(3)当E点在线段AB上时,BE=EF,
在Rt△AEF中,AE2+AF2=EF2,
即(4-3t)2+(2t)2=(3t)2,解得t1=3-,t2=3+(舍去);
当E点在线段AB以外时,
若BE=BF,则BE2=BF2,即(3t)2=42+(2t)2,解得:t=±(舍去负值);
若BE=EF,则BE2=EF2,即(3t)2=(3t-4)2+(2t)2,解得t1=3-(舍去),t2=3+;
若BF=EF时,AB=AE,即4=3t-4,解得t=,
∴t=3-,,3+,秒时,以B、E、F为顶点的三角形是等腰三角形.
解析分析:(1)当C,E,F三点共线时,△EAF∽△EBC,用t表示相关线段的长,用相似比求t;
(2)分两种情况,即:点E在线段AB上,点E在线段AB外;根据图形,分别表示面积及t的范围;
(3)以B、E、F为顶点的三角形是等腰三角形,有三种可能,即BE=BF,BE=EF,BF=EF,根据图形特点,结合勾股定理进行计算.
点评:本题考查了相似三角形的实际应用,列分段函数的方法,寻找等腰三角形的条件等知识,充分运用了勾股定理的计算功能.