题目内容

如图1,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,AO=,∠ABO=30°.动点P在线段AB上从点A向终点B以每秒个单位的速度运动,设运动时间为t秒.在直线OB 上取两点M、N作等边△PMN.
(1)求当等边△PMN的顶点M运动到与点O重合时t的值.
(2)求等边△PMN的边长(用t的代数式表示);
(3)如果取OB的中点D,以OD为边在Rt△AOB 内部作如图2所示的矩形ODCE,点C在线段AB上.设等边△PMN和矩形ODCE重叠部分的面积为S,请求出当0≤t≤2秒时S与t的函数关系式,并求出S的最大值.
(4)在(3)中,设PN与EC的交点为R,是否存在点R,使△ODR是等腰三角形?若存在,求出对应的t的值;若不存在,请说明理由.

解:(1)当等边△PMN的顶点M运动到与点O重合时,
MP⊥AB,∵∠A=60°,∴AP=4,∴。(2分)

(2)∵AP=,∴BP=
又∵∠B=30°,∠PMB=600°,∴∠BPM=90°
tan∠B=
∴,即等边△PMN的边长为.(4分)
(3)①当时,如图AP=,∴

∴,∴,
∴.
过F作FQ⊥0B于Q,则QN=4,∴EF=OQ=.
等边△PMN和矩形ODCE重叠部分的面积为四边形EFNO的面积,设为S1,
∴
∵>0,∴S1随t的增大而增大,
∴t=1时,,∴S1的最大值为.(7分)
②当<t<2时,如图

在△EGK中,GE=,∴EK=,
∴S△GEK=.
∴等边△PMN和矩形ODCE重叠部分的面积为四边形EFNO的面积与△EGK的面积差,设为S2,
∴.
∵,对称轴为,
∴时,的最大值为.(9分)
当时,。
综上可知:当时,S的最大值为.(10分)
(4)过R作RH⊥OB于H,RH=,HN=4,

OH=,OD=12,DH=,
①OR=OD=12时,,
∴,,∴>2,不合题意舍去。
②DR=OD=12时,,
∴,∴>2,或<0,都不合题意舍去。
③OR=DR时,H为CD中点,OH=6,∴,∴。
综上所述,时,△ODR是等腰三角形。(12分)

解析

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