题目内容

【题目】如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=2,点E从点A出发,以每秒个单位长度的速度沿对角线AC向终点C运动,点F从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿边BA向终点A运动,连结EF,将线段EF绕点F顺时针旋转90°得到线段FG,以EF,FG为边作正方形EFGH,设点E运动的时间为t秒(t>0).

(1)用含t的代数式表示点E到边AB的距离.

(2)当点G落在边AB上时,求t的值.

(3)连结BG,设△BFG的面积为S平方单位(S>0),求S与t之间的函数关系式.

(4)直接写出当正方形EFGH的顶点与点B,D距离相等时的t值.

【答案】(1)点E到边AB的距离为t(2)t=1(3)S= (4)当正方形EFGH的顶点与点B,D距离相等时的t值为s或1s或s

【解析】试题分析:(1)如图1中,作EM⊥AB于M.由EM∥BC,可得,即,延长即可解决问题;

(2)如图2中,G在AB边时,由AF+FB=4,可得2t+2t=4,解方程即可;

(3)分两种情形①如图3中,当0<t<1时,作GN⊥AB于N,EM⊥AB于M.②如图4中,当1<t≤2时,作GN⊥AB于N,EM⊥AB于M.分别求解即可;

(4)分三种情形①如图5中,当H在BD的垂直平分线上时,根据HD=HB列出方程即可解决问题;②当点E在BD的垂直平分线上时,易知AE=EC,t=1;③当点F在线段BD的垂直平分线上时,分别求解即可.

试题解析:(1)如图1中,作EM⊥AB于M.

∵AB=4,BC=2,∠B=90°,

∴AC=,

∵EM∥BC,

∴,

∴,

∴EM=t,AM=2t.

∴点E到边AB的距离为t.

(2)如图2中,G在AB边时,

由AF+FB=4,可得2t+2t=4,

∴t=1.

(3)①如图3中,当0<t<1时,作GN⊥AB于N,EM⊥AB于M.

由△EMF≌△FNG,可得NG=FM=4﹣4t,

∴S=FBGN=2t(4﹣4t)=﹣4t2+4t.

②如图4中,当1<t≤2时,作GN⊥AB于N,EM⊥AB于M.

由△EMF≌△FNG,可得NG=FM=4t﹣4

S=FBGN=2t(4t﹣4)=4t2﹣4t.

综上所述,S=.

(4)①如图5中,当H在BD的垂直平分线上时,

作HM⊥BC于M,延长MH交AD于N,作EP⊥AB于P,延长PE交MN于Q.

由△EPF≌△HQE可得HQ=EP=T.EQ=PF=4﹣4t,

在Rt△HND中,DH2=DN2+HN2=(3t﹣2)2+(3t)2,

在Rt△BHM中,BH2=(4﹣3t)2+(4﹣3t)2,

∴HD=HB,

∴(3t﹣2)2+(3t)2=4﹣3t)2+(4﹣3t)2,

∴t=.

②当点E在BD的垂直平分线上时,易知AE=EC,t=1.

③当点F在线段BD的垂直平分线上时,

∵BF=DF=2t

在Rt△ADF中,22+(4﹣2t2=(2t)2,

∴t=,

综上所述,当正方形EFGH的顶点与点B,D距离相等时的t值为s或1s或s.

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