题目内容

(2013•甘井子区一模)如图,在△MNQ中,MN=11,NQ=3
5
,cosN=
5
5
,矩形ABCD,BC=4,CD=3,点A与M重合,AD与MN重合.矩形ABCD沿着MQ方向平移,且平移速度为每秒5个单位,当点A与Q重合时停止运动.
(1)MQ的长度是
10
10
;
(2)运动
1
1
秒,BC与MN重合;
(3)设矩形ABCD与△MNQ重叠部分的面积为S,运动时间为t,求出S与t之间的函数关系式.
分析:(1)过Q作QH⊥MN于H,根据cosN=
5
3
=
NH
NQ
求出NH=3,求出MH,根据勾股定理求出QH,即可求出答案;
(2)连接BD,解直角三角形求出QM∥BD,当BC和MN重合时,B正好到D点,求出BD的长即可;
(3)分为四种情况:①当BC运动到MN上时,此时0<t≤1,求出AK=3t,即可求出S;
②当D到QN上时,根据△QAD∽△QMN求出QR=
24
11
,根据△QAR∽△QMH得出比例式,即可求出t=
14
11
,求出S即可;
③当C到QN上时,证△DFC∽△HNQ求出DF=1.5,AF=2.5,根据△QAF∽△QMN得出
10-5t
10
=
2.5
11
,求出t=
17
11
,求出AF=11-
17
2
t,即可求出S;
④当
17
11
<t≤2时,根据△QAF∽△QMN求出AF=11-
17
2
t,过K作KP⊥AD于P,得出△KPF∽△QHN,求出PF=1.5,求出BK=AP=AF+PF=12.5-
17
2
t,根据梯形面积公式求出即可.
解答:解:(1)如图1,过Q作QH⊥MN于H,
∵QN=3
5
,cosN=
5
3
=
NH
NQ
,
∴NH=3,
∴MH=11-3=8,
在Rt△NHQ中,由勾股定理得:QH=
(3
5
)2-32
=6,
在Rt△QMH中,由勾股定理得:MQ=
62+82
=10,
故答案为:10.

(2)连接BD,如图1,
∵tan∠ABD=
AD
AB
=
4
3
,tan∠QMN=
QH
MH
=
6
8
=
3
4
,
∴QM∥BD,
当BC和MN重合时,B正好到D点,由勾股定理得:BD=5,
5÷5=1,
即运动1秒时,BC和MN重合,
故答案为:1.

(3)分为四种情况:
①当BC运动到MN上时,此时0<t≤1,如图2,
∵sinM=
AK
AM
=
QH
MQ
,
∴
AK
5t
=
6
10
,
∴AK=3t,
∵AD=4,
∴S=4•3t=12t;
②当D到QN上时,此时1<t≤
14
11
,如图3,
∵△QAD∽△QMN,
∴
AD
MN
=
QR
QH
,
∴
4
11
=
QR
6
,
∴QR=
24
11
,
∵AD∥MN,
∴△QAR∽△QMH,
∴
AQ
QM
=
QR
QH
,
∴
10-5t
10
=
24
11
6
,
∴t=
14
11
,
即此时1<t≤
14
11
,
S=3×4=12;
③当C到QN上时,此时
14
11
<t≤
17
11
,如图4,
∵AD∥MN,
∴∠AFQ=∠N=∠DFC,
∵∠D=∠QHN=90°,
∴△DFC∽△HNQ,
∴
DF
NH
=
DC
QH
,
∴
DF
3
=
3
6
,
∴DF=1.5,
AF=4-1.5=2.5,
∵AD∥MN,
∴△QAF∽△QMN,
∴
AQ
QM
=
AF
MN
,
∴
10-5t
10
=
2.5
11
,
∴t=
17
11
,
即当C到QN上时,t=
17
11
,
∵
AF
MN
=
QA
QM
,
∴
10-5t
10
=
AF
11
,
∴AF=11-
17
2
t,
S=
1
2
(AF+BC)×CD
=
1
2
(11-
17
2
t+4)•3,
S=-51t-90;
④当
17
11
<t≤2时,如图5,
∵AD∥MN,
∴△QAF∽△QMN,
∴
AF
MN
=
AQ
QM
,
∴
10-5t
10
=
AF
11
,
∴AF=11-5.5t,
过K作KP⊥AD于P,
则△KPF∽△QHN,
∴
FP
NH
=
KP
QH
,
∴
PF
3
=
3
6
,
∴PF=1.5,
∴BK=AP=AF+PF=11-5.5t+1.5=12.5-5.5t,
∴S=
1
2
(AF+BK)•CD=
1
2
[11-5.5t+12.5-5.5t]×3,
S=-
33
2
t+25.
点评:本题考查了全等三角形的性质和判定,平行线性质和判定,相似三角形的性质和判定,勾股定理等知识点的应用,主要考查学生综合运用性质进行推理和计算的能力,用了分类讨论思想.
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