题目内容

【题目】Rt△ABC与Rt△DEF的位置如图所示,其中AC=2,BC=6,DE=3,∠D=30°,其中,Rt△DEF沿射线CB以每秒1个单位长度的速度向右运动,射线DE、DF与射线AB分别交于N、M两点,运动时间为t,当点E运动到与点B重合时停止运动.

(1)当Rt△DEF在起始时,求∠AMF的度数;

(2)设BC的中点的为P,当△PBM为等腰三角形时,求t的值;

(3)若两个三角形重叠部分的面积为S,写出S与t的函数关系式和相应的自变量的取值范围.

【答案】(1) ∠AMF =150°;(2) t的值为0,3﹣,2,3+;(3) S=.

【解析】试题分析:(1)根据题意可以求得∠B的度数,∠DFC的度数,从而可以求得∠AME的度数;

(2)根据题意可以分两种情况,一种是DM与线段AB相交,一种是DF与AB的延长线相交,分别针对两种情况再讨论,画出相应的图形,求出相应的t的值;

(3)根据题意可以分两种情况,一种是DM与线段AB相交,一种是DF与AB的延长线相交,然后根据题意可以分别求出两种情况下S与t的函数关系式.

试题解析:(1)在Rt△ABC中,tan∠B=

∴∠B=30°,

在Rt△DEF中,∠D=30°,

∴∠DFC=60°,

∴∠FMB=∠DFC﹣∠B=30°,

∴∠AMF=180°﹣∠FMB=150°;

(2)∵BC=6,点P为线段BC的中点,

∴BP=3,

(ⅰ)若点M在线段AB上,

①当PB=PM时,PB=PM=3,

∵DE=3,∠D=30°,

∴EF=DEtan30°=3,

∴此时t=0;

②如图(1)所示

当BP=BM时,BP=BM=3,

∵∠B=30°,∠DFE=60°,

∴∠FMB=30°,

∴△BMF为等腰三角形.

过点F作FH⊥MB于H,则BH=BM=,

在Rt△BHF中,∠B=30°,

∴BF=,

∴t=3﹣;

③如图(2)所示,

当MP=MB时,∠MPB=∠B=30

∵∠MFP=60°,

∴PM⊥MF,∠BMF=30°

∴FB=FM,

设FB=x,则FM=x,PF=2x.

∴3x=3,x=1

∴t=2;

(ⅱ)若点M在射线AB上,如图(3)所示,

∵∠PBM=150°

∴当△PBM为等腰三角形时,有BP=BM=3

∵△BFM为等腰三角形,

∴过点F作FH⊥BM于H,则BH=BM=,

在Rt△BHF中,∠FBH=30°

∴BF=,

∴t=3+,

综上所述,t的值为0,3﹣,2,3+.

(3)当0<t≤3时,BE=6﹣t,NE=(6﹣t),

∴SΔBEN=×(6-t) ×(6﹣t)=(6﹣t)2

过点F作FH⊥MB于H,如图(1)所示,

∵FB=3﹣t

∴HF=(3﹣t),HB=(3﹣t),MB=(3﹣t),

∴SΔBMF=×(3﹣t)×(3﹣t)=(3﹣t)2,

∴S=S△BEN﹣S△BMF=(6﹣t)2-(3﹣t)2=

当3<t≤6时,BE=6﹣t,NE=(6﹣t),如图(4)所示,

∴S=SΔBEN=

由上可得,当0<t≤3时,S=,

当3<t≤6时,S=.

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