题目内容

7.如图,矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,AB=6,BC=8.动点P从点B出发沿BC方向,以每秒1个单位长度的速度向点C匀速运动,同时动点Q从点C出发沿CD方向,以每秒1个单位长度的速度向点D匀速运动,当其中一个点到达终点后即都停止运动.过点Q作QM∥AC交AD于点M,连接PM,PQ.设点P的运动时间为t秒,△PQM的面积为s.
(1)求当t为何值时,PQ∥BD;
(2)求S与t之间的函数关系式,并确定自变量t的取值范围;
(3)在运动过程中是否存在某一时刻t,使△PQM的面积与矩形ABCD面积的比等于9:32?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.

分析 (1)根据矩形的性质、相似三角形的判定和性质得到比例式,计算即可;
(2)根据相似三角形的性质求出AM,根据矩形的面积公式、梯形的面积公式以及三角形的面积公式计算即可;
(3)根据题意列出一元二次方程,解方程即可.

解答 解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=8,CD=AB=6
∵PQ∥BD,
∴∠DBC=∠QPC,∠CDB=∠CQP,
∴△CBD∽△CPQ
∴$\frac{CP}{CB}$=$\frac{CQ}{CD}$,即$\frac{8-t}{8}$=$\frac{t}{6}$,
解得,t=$\frac{24}{7}$,
∴当t=$\frac{24}{7}$时,PQ∥BD;
(2)∵MQ∥AC,
∴△ACD∽△MQD,
∴$\frac{AD}{DM}$=$\frac{DC}{CQ}$,即$\frac{8}{8-AM}$=$\frac{6}{6-t}$,
解得,AM=$\frac{4}{3}$t,
由题意,S=矩形ABCD的面积-梯形ABPM的面积-△DMQ的面积-△PCQ的面积
=6×8-$\frac{1}{2}×$(t+$\frac{4}{3}$t)×6-$\frac{1}{2}×$(8-t)×t-$\frac{1}{2}×$(8-$\frac{4}{3}$t)(6-t)
=-$\frac{1}{6}$t2-3t+24,
自变量t的取值范围是0≤t≤6;
(3)由题意得,-$\frac{1}{6}$t2-3t+24=$\frac{9}{32}$×48,
整理得,t2+18t-63=0,
解得,t1=3,t2=-21(不合题意,舍去),
∴当t=3秒时,△PQM的面积与矩形ABCD面积的比等于9:32.

点评 本题考查的是矩形的性质、相似三角形的判定和性质,二次函数解析式的确定,灵活运用相似三角形的判定定理和性质定理、理解矩形的四个角都是直角是解题的关键.

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