题目内容
【题目】如图,在△ABC中,∠B=45°,BC=5,高AD=4,矩形EFPQ的一边QP在BC边上,E、F分别在AB、AC上,AD交EF于点H.
(1)当矩形EFPQ为正方形时,求正方形的边长;
(2)设EF=x,当x为何值时,矩形EFPQ的面积最大?并求出最大面积;
(3)当矩形EFPQ的面积最大时,该矩形EFPQ以每秒1个单位的速度沿射线BC匀速向右运动(当矩形的顶点Q到达C点时停止运动),设运动时间为t秒,矩形EFPQ与△ABC重叠部分的面积为S,求S与t的函数关系式,并写出t的取值范围.
![]()
【答案】(1)当矩形EFPQ为正方形时,边长为
;(2)当x=
时,矩形EFPQ的面积最大,最大面积为5;(3)当0≤t≤
时,S =5-2t2;当
<t<2.5时,S=
-2t;当2.5≤t≤3时,S=2t2-12t+18
【解析】(1)由条件可得
,即
,计算即可.
(2)可利用
用x表示出EH.表示出矩形EFPQ的面积,利用二次函数可求得其最大值;
(3)分0≤t≤
,
,2.5≤t≤3三种情况进行讨论即可.
(1)∵四边形EFPQ为矩形,
∴EF∥BC,
,
即
,
解得![]()
∴当矩形EFPQ为正方形时,边长为
.
即当x为
时,矩形EFPQ为正方形;
(2)∵∠B=45°,
∴
,
∴
∵EF∥BC,
∴△AEH∽△ABD,∴
,
∵EF∥BC,∴△AFH∽△ACD,∴
,
∴
,即
,∴
,
已知EF=x,则EH=
.
∵∠B=45°,
∴
=4﹣
.
S矩形EFPQ![]()
∴当x=
时,矩形EFPQ的面积最大,最大面积为5.
(3)如图①,当0≤t≤
时
设EF交AC于M点,FP交AC于N点,
∵△MNF∽△CAD,
∴
,
即
,
∴FN=4t ,
∴S=5-
t·4t,
=5-2t2
如图②,当
时
设EF交AC于M点,过C作CN⊥EF于N点,
∵△CNM∽△ADC
![]()
∴
,
即
,
∴MN=
,
∴FN=t-
,
∴S=5-
(t-
+t),
=
-2t ,
如图③,当2.5≤t≤3时
设EQ交AC于N点,
∵△CQN∽△CDA
![]()
∴
,
,
∴NQ=12-4t,
∴S=
(3-t)(12-4t)
=2t2-12t+18