题目内容

15.如图,矩形ABCD中,AD=3cm,AB=2cm,点E沿A→D方向移动,点F沿D→A方向移动,速度都是1cm/s.如果E、F两点同时分别从A、D出发移动,且当E、F两点相遇即停止.设移动时间为t(s)
(1)四边形BCFE的面积为矩形ABCD面积的四分之三时,t是多少?
(2)当BE与CF所在直线的夹角是60°时,t是多少?
(3)四边形BCFE的对角线BF与CE的夹角是90°时,t是多少?

分析 (1)先由题意得出EF=3-2t,再根据四边形BCFE的面积为矩形ABCD面积的四分之三,由梯形的面积公式列出方程,解方程即可求出t的值;
(2)根据题意得出△BCM是等边三角形,得出∠CBE=60°,求出∠ABE=30°,由三角函数即可求出t的值;
(3)由题意得出△ABF是等腰直角三角形,得出AF=AB,得出方程,解方程即可.

解答 解:(1)根据题意得:AE=DE=t,∴EF=3-2t,
∵四边形BCFE的面积为矩形ABCD面积的四分之三,
∴四边形BCFE的面积=$\frac{1}{2}$(3-2t+3)×2=$\frac{3}{4}$×3×2,
解得:t=$\frac{3}{4}$,
∴四边形BCFE的面积为矩形ABCD面积的四分之三时,t=$\frac{3}{4}$;
(2)当BE与CF所在直线的夹角是60°时,如图1所示:
△BCM是等边三角形,
∴∠CBE=60°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠ABC=90°,
∴∠ABE=90°-60°=30°,
∴t=AB•tan30°=2×$\frac{\sqrt{3}}{3}$=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$;
(3)四边形BCFE的对角线BF与CE的夹角是90°时,如图2所示:
则∠CBE=∠BCF=45°,
∴∠ABF=45°,
∴△ABF是等腰直角三角形,
∴AF=AB,
即3-t=2,
解得:t=1.

点评 本题考查了矩形的性质、梯形面积、矩形面积、三角函数、等腰直角三角形的判定与性质;熟练掌握矩形的性质,并能进行推理计算是解决问题的关键.

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