题目内容

如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,梯形ABCD中,AB∥CD,AD=DC=CB,BC所在直线解析式为y=-
3
x+
3
3
2
,作∠BCD角平分线交AB于点G.
(1)求点G的坐标;
(2)动点E从点G出发沿射线GA方向运动,速度为1个单位长度/秒,作射线CE,将射线CE绕点C顺时针旋转60°交直线DG于点P,设△AEP的面积为S,点E的运动时间为t(秒),求S与t的函数关系式,并直接写出自变量t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,设M为线段PC中点,连接OM交EC于点F.交CG于点N,是否存在t值,使
FN
ON
=
1
3
?若存在,请求出t值;若不存在,请说明理由.
分析:(1)首先根据BC的直线解析式计算出B、C两点坐标,进而得到BC、DC、AD、BG的长,再根据BO=
3
2
,即可得到G点坐标;
(2)作PH⊥AG于点H,然后分两种情况:当0≤t<3时和当t>3时,分别进行计算;
(3)延长PG交y轴于点Q,设CE与PG相交于点K,可证△COB≌△QOG,再根据中位线的性质可证出△CMN∽△CPG,再根据相似三角形的性质可得
CM
CP
=
CN
CG
=
1
2
,进而得到CN=NG,然后证△CFN∽△CKG,计算出DK,再再证△CDK∽△GEK可得EG,进而得到t的值.
解答:解:(1)如图1,
∵直线BC:y=-
3
x+
3
3
2
,
∴B(
3
2
,0),C(0,
3
3
2
),
又∵∠BOC=90°,
∴BC=3,
∵梯形ABCD中AB∥CD,AD=DC=CB,
∴AD=DC=CB=3,
∵CG平分∠BCD,
∴∠BCG=∠DCG=∠CGB,
∴BC=BG=3,
又∵BO=
3
2
,
∴GO=
3
2
,
∴G(-
3
2
,0);

(2)如图2,当0≤t<3时,
∵BC=BG,∠CBG=60°,
∴△BCG为等边三角形,
∴CG=BC=BG=CD,
又∵∠PCE=∠GCB=∠DCG=∠CGD=60°,
∴∠PCG=∠ECB,
∴△PCG≌△ECB,
∴PG=BE=3+t,
作PH⊥AG于点H,
∴PH=PG•sin∠DGA=
3
2
(3+t),
又∵AE=3-t,
∴S=
1
2
AE•PH=-
3
2
t2+
9
3
2
,
当t>3时,同理S=
1
2
AE•PH=
3
2
t2-
9
3
2
,

(3)如图3,延长PG交y轴于点Q,设CE与PG相交于点K,
在△COB和△QOG中
BO=GO
∠COB=∠GOQ
CO=QO

∴△COB≌△QOG,
∴CO=OG且CM=PM.
∴MO是△CPQ的中位线,
∴MO∥PQ,
∴△CMN∽△CPG,
∴
CM
CP
=
CN
CG
=
1
2
,
∴CN=NG,
在Rt△COG中:ON=
1
2
CG=
3
2
,且
FN
ON
=
1
3
,
∴FN=
1
2
,
∵可证△CFN∽△CKG,
∴
FN
KG
=
CN
CG
=
1
2
,
∴KG=1,
∵DG=3,
∴DK=2,
∵CD∥AO,
∴∠CDK=∠EGK,∠DCK=∠GEK,
∴△CDK∽△GEK,
∴
CD
EG
=
DK
KG
=2,CD=3,
∴EG=
3
2
,
∴t=
3
2
.
点评:此题主要考查了相似三角形的判定与性质,题目综合性较强,注意考虑问题要全面,不要漏掉各种情况.
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