题目内容
【题目】如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=60°,AB=8,BC=16,AD=6.E是BC的中点,点P以每秒1个单位长度的速度从点A出发,沿AD向点D运动;点Q同时以每秒2个单位长度的速度从点C出发,沿CB向点B运动.点P停止运动时,点Q也随之停止运动,设运动时间为t秒.
(1)设△BPQ的面积为S,求S与t之间的函数关系式;
(2)当t=________时,△BPQ的面积与四边形PQCD的面积相等;
(3)当t为何值时,以点P,Q,E,D为顶点的四边形是平行四边形?
【答案】(1) S=-4t+32(0≤t≤6); (2);(3) 2或.
【解析】(1)过点A作AF⊥BC于点F,则∠AFB=90°.由含30°角的直角三角形的性质及勾股定理得到AF的长.再由三角形的面积公式即可得到结论.
(2)由S=S四边形PQCD =S四边形ABCD-S△BPQ-S△ABP.表示出各部分的面积,代入公式解方程即可;
(3)分两种情况讨论:四边形PEQD或四边形PQED为平行四边形,得到PD=EQ.
由PD=6-t,EQ=8-2t或2t-8,代入解方程即可.
(1)过点A作AF⊥BC于点F,则∠AFB=90°.
∵∠ABC=60°,∴∠BAF=30°.
∵AB=8,∴BF=AB=4,∴AF==.
∵经过t秒后BQ=16-2t,∴S=·BQ·AF=×(16-2t)×=-t+ (0≤t≤6).
(2)由图可知S四边形PQCD=S四边形ABCD-S△BPQ-S△ABP.
∵AP=t,∴S△ABP=AP·AF=.
又∵S四边形ABCD=AF(AD+BC)=××(6+16)=,∴S四边形PQCD=-(-t+)-=.
∵S=S四边形PQCD,∴=-t+,解得:t=.
(3)由题意可知四边形PEQD或四边形PQED为平行四边形,∴PD=EQ.
∵PD=6-t,EQ=8-2t或2t-8,∴6-t=8-2t或6-t=2t-8,解得:t=2或t=.
故当t=2或时,以点P,Q,E,D为顶点的四边形是平行四边形.