题目内容
【题目】如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,BC=6,AD=3,∠DCB=30°.点E、F同时从B点出发,沿射线BC向右匀速移动,已知F点移动速度是E点移动速度的2倍,以EF为一边在CB的上方作等边△EFG,设E点移动距离为x(x>0).
(1)△EFG的边长是 (用含有x的代数式表示),当x=2时,点G的位置在 ;
(2)若△EFG与梯形ABCD重叠部分面积是y,求y与x之间的函数关系式;
(3)探究(2)中得到的函数y在x取何值时,存在最大值?并求出最大值.
【答案】(1)x,D点;(2)y=x2;(3)当x=时,y最大=.
【解析】
试题分析:(1)根据等边三角形的三边相等,则△EFG的边长是点E移动的距离;根据等边三角形的三线合一和F点移动速度是E点移动速度的2倍,即可分析出BF=4,此时等边三角形的边长是2,则点G和点D重合;
(2)①当0<x≤2时,重叠部分的面积即为等边三角形的面积;
②当2<x≤6时,分两种情况:当2<x<3时和当3≤x≤6时,进行计算;
(3)分别求得(2)中每一种情况的最大值,再进一步比较取其中的最大值即可.
解:(1)∵点E、F同时从B点出发,沿射线BC向右匀速移动,且F点移动速度是E点移动速度的2倍,
∴BF=2BE=2x,
∴EF=BF﹣BE=2x﹣x=x,
∴△EFG的边长是x;
过D作DH⊥BC于H,得矩形ABHD及直角△CDH,连接DE、DF.
在直角△CDH中,∵∠C=30°,CH=BC﹣AD=3,
∴DH=CHtan30°=3×当x=2时,BE=EF=2,
∵△EFG是等边三角形,且DH⊥BC交点H,
∴EH=HF=1
∴DE=DF==2,
∴△DEF是等边三角形,
∴点G的位置在D点.
故答案为x,D点;
(2)①当0<x≤2时,△EFG在梯形ABCD内部,所以y=x2;
②分两种情况:
Ⅰ.当2<x<3时,如图1,点E、点F在线段BC上,
△EFG与梯形ABCD重叠部分为四边形EFNM,
∵∠FNC=∠FCN=30°,∴FN=FC=6﹣2x.∴GN=3x﹣6.
∵在Rt△NMG中,∠G=60°,GN=3x﹣6,
∴GM=(3x﹣6),
由勾股定理得:MN=(3x﹣6),
∴S△GMN=×GM×MN=×(3x﹣6)×(3x﹣6)=(3x﹣6)2,
所以,此时y=x2﹣(3x﹣6)2=﹣;
Ⅱ.当3≤x≤6时,如图2,点E在线段BC上,点F在射线CH上,
△EFG与梯形ABCD重叠部分为△ECP,
∵EC=6﹣x,
∴y=(6﹣x)2=x2﹣x+,
(3)当0<x≤2时,
∵y=x2,在x>0时,y随x增大而增大,
∴x=2时,y最大=;
当2<x<3时,∵y=﹣在x=时,y最大=;
当3≤x≤6时,∵y=,在x<6时,y随x增大而减小,
∴x=3时,y最大=.
综上所述:当x=时,y最大=.