题目内容

如图1,在矩形ABCD中,已知AB=4,BC=8,现将此矩形折叠,使得A与C重合,然后沿折痕EF裁开,得到两个直角梯形,将它们拼在一起,放置于平面直角坐标系内,如图2所示.
(1)求图2中梯形EFNM各顶点的坐标.
(2)动点P从点M出发,以每秒1个单位的速度,向点E运动;动点Q从点F出发,以每秒a个单位的速度,向点N出发.若点P、Q同时出发,当其中有一点到达终点时,另一点也随之停止运动.设运动时间为t(s).
①若a=2,问:是否存在这样的t,使得直线PQ将梯形EFNM的面积分成1:2两部分?若存在,请求出所有可能的t的值;若不存在,请说明理由.
②是否存在这样的a,使得运动过程中,存在这样的t,使得以P、E、Q、O为顶点的四边形为菱形?若存在,请求出所有符合条件的a的值;若不存在,请说明理由.
考点:四边形综合题
专题:
分析:(1)设DE=x,在Rt△CDE中利用勾股定理可求得x,再得AE、CF的长,即可得梯形EFNM各顶点的坐标;
(2)①先求的S梯形EFNM=S矩形ABCD=32,直线PQ将梯形EFNM的面积分成1:2两部分,分S四边形EFQP:S四边形PQNM=1:2和S四边形EFQP:S四边形PQNM=2:1,两种情况讨论;
②第一种情形:若EPQO为菱形,易得EO=5,由于ON=5,若Q运动到N,则OQ=5,只要满足EP=5,则可证四边形EPQO为菱形;第二种情形:若EQOP为菱形,在Rt△OPD中,由勾股定理得t=
11
6
,再求得a的值.
解答:解:(1)设DE=x,则CE=AE=8-x,
∵在Rt△CDE中利用勾股定理可求得:42+x2=(8-x)2,
  x=3,8-3=5,
∴E(-3,4),M(3,4),F(-5,0),N(5,0);
(2)①∵当a=2时,MP=t,QN=10-2t,S梯形EFNM=S矩形ABCD=32,
若S四边形EFQP:S四边形PQNM=1:2,
(6-t+2t)×4
2
:
(t+10-2t)×4
2
=1:2
可得t=-
2
3
(舍去)  
若S四边形EFQP:S四边形PQNM=2:1,
(6-t+2t)×4
2
:
(t+10-2t)
2
=2:1
可得t=
14
3
.
∴若a=2,则当t=
14
3
时,直线PQ将梯形EFNM的面积分成1:2两部分.
②第一种情形:若EPQO为菱形,不难求得EO=5,由于ON=5,
若Q运动到N,则OQ=5.
又∵EP∥OQ,只要满足EP=5,则可证四边形EPQO为菱形.
由EP=6-t=5,可得t=1,此时,可求得a=10.
第二种情形:若EQOP为菱形,则DP=3-t,OP=EP=6-t.
在Rt△OPD中,由勾股定理得t=
11
6
.
由QO=EP=6-
11
6
=
25
6
,可得FQ=5-QO=
5
6
,
∴这种情形下,a=
5
6
÷
11
6
=
5
11
.
∴存在符合条件的a=10或a=
5
11
,使得以P、E、Q、O为顶点的四边形为菱形.
点评:本题主要考查了四边形的综合题,用到折叠的性质,勾股定理,以及菱形的判定,难度较大.
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