题目内容
【题目】一仓库为了保持库内的湿度和温度,四周墙上均装有如图所示的自动通风设施,该设施的下部ABCD是矩形,其中AB=2米,BC=
米,上部△CDG是等边三角形,固定点E为AB的中点。△EMN是由电脑控制其变化的三角通风窗(阴影部分均不通风),MN(MN可与CD重合)是可以沿设施边框上下滑动且始终保持与AB平行的伸缩横杆。(当MN在DC上方时,MD的长度是MN到DC距离的
倍)
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(1)当MN和AB之间的距离为0.5米时,求此时 △EMN的面积;
(2)设MN与AB之间的距离为x米,求△EMN的面积S(平方米)与x的函数关系式;
(3)探究△EMN的面积S(平方米)有无最大值,若有,求出这个最大值;若无,请说明理由。
【答案】(1)0.5平方米;(2)
;(3)S有最大值,最大值为
平方米
【解析】
(1)根据题意得出当MN和AB之间的距离为0.5米时,MN应位于DC下方,且此时△EMN中MN边上的高为0.5米,可得出三角形EMN的面积.
(2)分两种情况解答(0<x≤
;
<x<2
).①当0<x≤
时,可直接得出三角形的面积函数;②当
<x<
时,连接EG,交CD于点F,交MN于点H,先求FG,再证△MNG∽△DCG,继而得出△EMN面积与x的函数;
(3)分两种情况解答:①当0<x≤
时, S=x,由一次函数性质可得S的最大值;②当
<x<2
时,由二次函数性质可知,在对称轴时取得最大值,比较大小即可得出结论.
解:(1)由题意,当MN和AB之间的距离为0.5米时,MN应位于DC下方如图1
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此时△EMN中MN边上的高为0.5米.
在ABCD是矩形中,AB=CD=MN=2米,BC=AD=
米,
∴S△EMN=
×2×0.5=0.5(平方米).
即△EMN的面积为0.5平方米.
(2)①如图1所示,当MN在矩形区域滑动,即0<x≤
时,
△EMN的面积S=
×2×x=x;
②如图2所示,当MN在三角形区域滑动,即
<x<
时,
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连接EG,交CD于点F,交MN于点H,
∵E为AB中点,
∴F为CD中点,GF⊥CD,且FG=
.
∴EG=![]()
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,![]()
∴MN=4-![]()
∴△EMN的面积S=![]()
∴![]()
(3)①当0<x≤
时, S=x,
∴0<S≤
;
∴S的最大值=![]()
②当
<x<
时,
S=![]()
当
时,S有最大值,且最大值为:![]()
∴综上所述:S有最大值,最大值为
平方米.