题目内容

16.如图1,在矩形ABCD中,BC=4cm.点P与点Q同时从点C出发,点P沿CB向点B以2cm/s的速度运动,点Q沿CD向点D以1cm/s的速度运动,当点P与点Q其中一点到达终点时,另一点也停止运动.设运动时间为t秒,顺次连接A,B,P,Q,A得到的封闭图形面积为S cm2.

(1)当AB=m cm时,S与t的函数图象为抛物线的一部分(如图2),求S与t的函数关系式及m的值,并直接写出t的取值范围;
(2)当AB=6cm时,探究:此时S与t的函数图象可以由(1)中函数图象怎样变换得到?

分析 (1)设S与t的函数关系式为顶点式:S=a(t-1)2+5,代入点E(2,4)求出a=-1,得出S与t的函数关系式,得出t的取值范围,由△ABC的面积即可求出m的值(2)由图1可知:S=矩形ABCD的面积-△ADQ的面积-△CPQ的面积,即可得出函数关系式,即可得出所求.

解答 解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(1,5),
∴可设S与t的函数关系式为S=a(t-1)2+5,
代入点E(2,4)得:a(2-1)2+5=4,
解得:a=-1.
∴S=-(t-1)2+5,即S=-t2+2t+4;
t的取值范围为0≤t≤2.  
由关系式得:F(0,4).
∴当t=0时,S=4,即△ABC的面积为4.
∴$\frac{1}{2}$AB•BC=4.
∴m=2.  
(2)当AB=6cm时,
由图1可知:S=矩形ABCD的面积-△ADQ的面积-△CPQ的面积=4×6-$\frac{1}{2}$×4×(6-t)-$\frac{1}{2}$×2t×t=-t2+2t+12,即S=-(t-1)2+13,
t的取值范围为0≤t≤2.
∴S与t的函数图象可以由(1)中函数图象向上平移8个单位得到.

点评 本题考查了动点问题的函数图象、矩形的性质、函数解析式的求法以及三角形面积的计算;求出函数解析式是解决问题的关键.

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