题目内容

△ABC与△A′B′C′是两个直角边都等于4厘米的等腰直角三角形,M、N分别是直角边AC、BC的中点.△ABC位置固定,△A′B′C′按如图叠放,使斜边A′B′在直线MN上,顶点B′与点M重合.等腰直角△A′B′C′以1厘米/秒的速度沿直线MN向右平移,直到点A'与点N重合.设x秒时,△A′B′C′与△ABC重叠部分面积为y平方厘米.
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(1)当△A′B′C′与△ABC重叠部分面积为
3
2
2
平方厘米时,求△A′B′C′移动的时间;
(2)求y与x的函数关系式;
(3)求△A′B′C′与△ABC重叠部分面积的最大值.
分析:本题的关键是求出重合部分的面积与x的函数关系式,可分三种情况进行讨论:
①当B′在△ABC内部时,即当0≤x≤2
2
时,此时重合部分是平行四边形,以MB′为底,以AM•sin45°为高.据此可求出此时y,x的函数关系式.
②当A′,B′都在△ABC外部时,即当2
2
≤x≤4
2
时,此时重合部分是个六边形,可用△A′B′C′的面积-△A′ME的面积-△B′ND的面积-△GC′F的面积来求解.
③当A′在△ABC内部时,即当4
2
≤x≤6
2
时,此时重合部分是平行四边形,求法和①相同.
根据上述三种情况可得出三个不同的函数解析式,根据函数式即可求出当y为
3
2
2
平方厘米时x的值,以及y的最大值及对应的x的值.
解答:精英家教网解:(1)①如图1,当B′在△ABC内时,重叠部分是平行四边形,
由题意得:
2
x=
3
2
2
,
解得x=
3
2
.
②如图3,当A′在△ABC内时,重叠部分是平行四边形,
由题意得:A′N=6
2
-x,y=(6
2
-x)×
2
=
3
2
2
,
解得x=6
2
-
3
2
,
综上所述,当△A′B′C′与△ABC重叠部分面积为
3
2
2
平方厘米时,△A′B′C′移动的时间为
3
2
或(6
2
-
3
2
)秒.

(2)①如图1,当0≤x≤2
2
时y=
2
x,
精英家教网②如图2,当2
2
≤x≤4
2
时,如图,△DB′N,△A′ME,△C′FG是等腰直角三角形,
由B′N=x-2
2
,GF=MN=2
2
,A′M=4
2
-x,
则y=
1
2
×4×4-
1
2
×2×2-
1
4
×(x-2
2
)2-
1
4
(4
2
-x)2
即y=-
1
2
x2+3
2
x-4;
③如图3,当4
2
≤x≤6
2
时,A′M=x-4
2
,A′N=2
2
-x+4
2
=6
2
-x,
y=A′N×
2
=-
2
x+12.
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(3)①当0≤x≤2
2
时,最大值=4,
②当2
2
≤x≤4
2
时,最大值=5,
③当4
2
≤x≤6
2
时,最大值=4,
所以,△A′B′C′与△ABC重叠部分面积的最大值为5.
点评:本题主要考查了等腰直角三角形的性质、图形面积的求法以及一次函数与二次函数的综合应用等知识点.
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