题目内容

【题目】如图①,在菱形, .从点出发以每秒2个单位的速度沿边向终点运动,过点交边于点,过点向上作,且,以为边作矩形.设点的运动时间为(秒),矩形与菱形重叠部分图形的面积为.

1)用含的代数式表示线段的长.

2)当点落在边上时,求的值.

3)当时,求之间的函数关系式,

4)如图②,若点的中点,作直线.当直线将矩形分成两部分图形的面积比为时,直接写出的值

【答案】1;(2 ;(3 ;(4

【解析】

1)由菱形性质得∠D=B=60°AD=AB=CD=4ACD是等边三角形,证出APQ是等腰三角形,得出PF=QFPF=PAsin60°=t,即可得出结果;

2)当点M落在边BC上时,由题意得:PDN是等边三角形,得出PD=PN,由已知得PN=PQ=3t,得出PD=3t,由题意得出方程,解方程即可;

3)当0t≤时,PQ=2tPN=PQ=3tS=矩形PQMN的面积=PQ×PN,即可得出结果;当t1时,PDN是等边三角形,得出PE=PD=AD-PA=4-2t,∠FEN=PED=60°,得出NE=PN-PE=5t-4FN=NE=5t-4),S=矩形PQMN的面积-2EFN的面积,即可得出结果;

4)分两种情况:当0t≤时,ACD是等边三角形,AC=AD=4,得出OA=2OGMNH的中位线,得出OG=4t-2NH=2OG=8t-4,由面积关系得出方程,解方程即可;

t≤2时,由平行线得出OEF∽△MEQ,得出,即,解得EF=,得出EQ=,由三角形面积关系得出方程,解方程即可.

1)∵在菱形ABCD中,∠B=60°

∴∠D=B=60°AD=AB=CD=4ACD是等边三角形,

∴∠CAD=60°

PQAC

∴△APQ是等腰三角形,

PF=QFPF=PAsin60°=2t×=t

PQ=2t

2)当点M落在边BC上时,如图2所示:

由题意得:PDN是等边三角形,

PD=PN

PN=PQ=×2t=3t

PD=3t

PA+PD=AD

2t+3t=4

解得:t=

3)当0t≤时,如图1所示:

PQ=2tPN=PQ=×2t=3t

S=矩形PQMN的面积=PQ×PN=2t×3t=6t2

t1时,如图3所示:

∵△PDN是等边三角形,

PE=PD=AD-PA=4-2t,∠FEN=PED=60°

NE=PN-PE=3t-4-2t=5t-4

FN=NE=5t-4),

S=矩形PQMN的面积-2EFN的面积=6t2-2××5t-42=-19t2+40t-16

S=-19t2+40t-16

4)分两种情况:当0t≤时,如图4所示:

∵△ACD是等边三角形,

AC=AD=4

OAC的中点,

OA=2OGMNH的中位线,

OG=3t-2-t=4t-2NH=2OG=8t-4

∴△MNH的面积=MN×NH=×28t-4=×6t2

解得:t=

t≤2时,如图5所示:

ACQM

∴△OEF∽△MEQ

,即

解得:EF=

EQ=

∴△MEQ的面积=×3t×=×6t2

解得:t=

综上所述,当直线OM将矩形PQMN分成两部分图形的面积比为12时,t的值为

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