题目内容

5.如图,在矩形ABCD中,BC=10,AB=4,动点E从点B出发沿BC向终点C以每秒1个单位长度的速度运动,动点F沿折线BA-AD向终点D以每秒2个单位长度的速度运动,过点E作BF的平行线与过点F作BE的平行线相交于点G,若点E,F同时出发,当有一个点到达终点时,另一个点继续运动直至到达终点停止,四边形BEGF与矩形ABCD重叠部分的面积为S(平方单位),运动的时间为t(秒).
(1)当t为何值时,点G与点D重合;
(2)当四边形BEGF与矩形ABCD 重叠部分的图形是四边形时,求S与t的函数关系式;
(3)在运动过程中,当△CEG是等腰三角形时,直接写出t的值.

分析 (1)根据AF+FD=10列出方程即可解决问题.
(2)分三种情形分别求解①当0<t≤2时,②当2<t$≤\frac{14}{3}$时,③当7≤t≤10时,分别求解即可.
(3)△CEG是等腰三角形时,分∠C,∠E、∠G是等腰三角形的顶角进行讨论,注意∠C为顶角时也有两种情形.

解答 解:(1)由题意:(2t-4)+t=10,解得t=$\frac{14}{3}$.
(2)当0<t≤2时,S=2t2,
当2<t$≤\frac{14}{3}$时S=4t,
当7≤t≤10时,S=$\frac{1}{2}$×4×10-$\frac{1}{2}$×(10-t)2×$\frac{2}{5}$=-$\frac{1}{5}$t2+4t.
(3)当CG=CE时,如图1中,

∵CG2=CD2+DG2=42+(14-3t)2,EC2=(10-t)2,
∴(10-t)2=42+(14-3t)2,
解得t=4-$\sqrt{2}$或4+$\sqrt{2}$(舍弃).
当EG=CG时,如图2中,

∵四边形BFGE是平行四边形,
∴BF=GE=GC,∵AB=CD,
∴AF=DG,
∴2t-4=14-3t,
∴t=$\frac{18}{5}$,
当EC=EG时,如图3,

∵EG2=BF2=AB2+AF2,EC2=(10-t)2
∴(10-t)2=42+(2t-4)2,
解得t=$\frac{-2+4\sqrt{13}}{3}$或$\frac{-2-4\sqrt{13}}{3}$(舍弃).
当CG=CE时,如图4中,

∵CG2=CD2+DG2=42+(3t-14)2,
EC2=(10-t)2
∴(10-t)2=42+(3t-14)2,
解得t=4+$\sqrt{2}$或4-$\sqrt{2}$(舍弃).
∴当△CEG是等腰三角形时,t=4-$\sqrt{2}$或4+$\sqrt{2}$或$\frac{18}{5}$或$\frac{-2+4\sqrt{13}}{3}$.

点评 本题考查四边形综合题、矩形的性质、勾股定理等知识,解题的关键是正确画出图形,学会用方程的思想思考问题,注意最后一种情形,不能漏解,属于中考压轴题

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