题目内容
7.如图1,正方形ABCD中,点E是AB边上一动点(点E与点B不重合),点E到达点A时运动停止,点F是射线BC上一点.且∠EFB=30°,设BE=x,△BEF与正方形ABCD重叠部分的面积为S,S关于x的函数图象如图2所示(其中0<x≤m,m<x≤3时.函数的解析式不同).(1)填空:正方形ABCD的边长为3,图2中b的值为$\frac{3}{2}\sqrt{3}$;
(2)求S关于x的函数关系式,并写出x的取值范围.
分析 (1)由图2可知,当x=BE=3时,S有最大值,此时,点E与点A重合,据此可得正方形ABCD的边长,由图2可知,当x=m时,点F与点C重合,此时,BF=BC=3,BE=tan30°×3=$\sqrt{3}$,据此可得b的值;
(2)分两种情况:当0<x≤$\sqrt{3}$时,点F在线段BC上,此时,△BEF与正方形ABCD重叠部分即为△BEF;当$\sqrt{3}$<x≤3时,点F在BC的延长线上,此时,△BEF与正方形ABCD重叠部分为梯形BCGE,根据△BEF与正方形ABCD重叠部分的面积的表示方法,可得S关于x的函数关系式.
解答
解:(1)由图2可知,当x=BE=3时,S有最大值,
此时,点E与点A重合,即BE=BA=3,
∴正方形ABCD的边长为3,
由图2可知,当x=m时,点F与点C重合,
此时,BF=BC=3,BE=tan30°×3=$\sqrt{3}$,
∴S△BEF=$\frac{1}{2}$×$\sqrt{3}$×3=$\frac{3}{2}\sqrt{3}$,
即当m=$\sqrt{3}$时,b=$\frac{3}{2}\sqrt{3}$,
故答案为:3,$\frac{3}{2}\sqrt{3}$;
(2)如图1,当0<x≤$\sqrt{3}$时,点F在线段BC上,![]()
此时,△BEF与正方形ABCD重叠部分即为△BEF,
∵BE=x,∠EFB=30°,
∴BF=$\sqrt{3}$x,
∴S=$\frac{1}{2}$BE×BF=$\frac{1}{2}$×x×$\sqrt{3}$x=$\frac{\sqrt{3}}{2}{x}^{2}$(0<x≤$\sqrt{3}$),
如图3,当$\sqrt{3}$<x≤3时,点F在BC的延长线上,
此时,△BEF与正方形ABCD重叠部分为梯形BCGE,
∵BE=x,∠EFB=30°,BC=3,
∴BF=$\sqrt{3}$x,CF=$\sqrt{3}$x-3,
∴Rt△CFG中,CG=x-$\sqrt{3}$,
∴S=$\frac{(CG+BE)BC}{2}$=$\frac{1}{2}$(x-$\sqrt{3}$+x)×3=3x-$\frac{3}{2}\sqrt{3}$($\sqrt{3}$<x≤3),
综上所述,S关于x的函数关系式为S=$\left\{\begin{array}{l}{\frac{\sqrt{3}}{2}{x}^{2}(0<x≤\sqrt{3})}\\{3x-\frac{3}{2}\sqrt{3}(\sqrt{3}<x≤3)}\end{array}\right.$.
点评 此题主要考查了动点问题的函数图象,通过看图获取信息,不仅可以解决生活中的实际问题,还可以提高分析问题、解决问题的能力.用图象解决问题时,关键是要理清图象的含义即会识图.
| x | m | 0 | 2 |
| y1 | 4 | 3 | t |
| y2 | 6 | n | -1 |
| A. | -$\frac{1}{3}$ | B. | -3 | C. | $\frac{1}{2}$ | D. | 5 |