题目内容

如图,矩形ABCD中,AB=8,BC=10,点P在矩形的边DC上由D向C运动.沿直线AP翻折△ADP,形成如下四种情形.设DP=x,△ADP和矩形重叠部分(阴影)的面积为y.

(1)如图丁,当点P运动到与C重合时,求重叠部分的面积y;

(2)如图乙,当点P运动到何处时,翻折△ADP后,点D恰好落在BC边上?这时重叠部分的面积y等于多少?

(3)阅读材料:

已知锐角α≠45°,tan2α是角2α的正切值,它可以用角α的正切值tanα来表示,即(α≠45°).

根据上述阅读材料,求出用x表示y的解析式,并指出x的取值范围.(提示:在图丙中可设∠DAP=α)

答案:
解析:

  (1)由题意可得∠DAC=∠AC=∠ACE,∴AE=CE.

  设AE=CE=m,则BE=10-m.

  在Rt△ABE中,得m2=82+(10-m)2,m=8.2.

  ∴重叠部分的面积y=·CE·AB=×8.2×8=32.8(平方单位).

  另法过E作EO⊥AC于O,由Rt△ABC∽Rt△EOC可求得EO.

  (2)由题意可得△DAP≌△AP,

  ∴A=AD=10,P=DP=x.

  在Rt△AB中,∵AB=8,∴B==6,于是C=4.

  在Rt△PC中,由x2=42+(8-x)2,得x=5.

  此时y=·AD·DP=×10×5=25(平方单位).

  表明当DP=5时,点D恰好落在BC边上,这时y=25.

  另法由Rt△AB∽Rt△PC可求得DP.

  (3)由(2)知,DP=5是甲、丙两种情形的分界点.

  当0≤x≤5时,由图甲知y==S△ADP=·AD·DP=5x.

  当5<x<8时,如图丙,设∠DAP=α,则∠AEB=2α,∠FPC=2α.

  在Rt△ADP中,得tanα=.

  根据阅读材料,得tan2α=.

  在Rt△ABE中,有BE=AB/tan2α==.

  同理,在Rt△PCF中,有CF=(8-x)tan2α=.

  ∴△ABE的面积

  S△ABE=·AB·BE=×8×=.

  △PCF的面积

  S△PCF=·PC·CF=(8-x)×=.

  而直角梯形ABCP的面积为

  S梯形ABCP=(PC+AB)×BC=(8-x+8)×10=80-5x.

  故重叠部分的面积y=S梯形ABCP-S△ABE-S△PCF=80-5x--.

  经验证,当x=8时,y=32.8适合上式.

  综上所述,当0≤x≤5时,y=5x;当5<x≤8时,y=80-5x--.


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