已知:如图,▱ABCD中,AD=3cm,CD=1cm,∠B=45°,点P从点A出发,沿AD方向匀速

已知:如图,▱ABCD中,AD=3cm,CD=1cm,∠B=45°,点P从点A出发,沿AD方向匀速运动,速度为3cm/s;点Q从点C出发,沿CD方向匀速运动,... 已知:如图,▱ABCD中,AD=3cm,CD=1cm,∠B=45°,点P从点A出发,沿AD方向匀速运动,速度为3cm/s;点Q从点C出发,沿CD方向匀速运动,速度为1cm/s,连接并延长QP交BA的延长线于点M,过M作MN⊥BC,垂足是N,设运动时间为t(s)(0<t<1) 解答下列问题: (1)当t为何值时,四边形AQDM是平行四边形? (2)设四边形ANPM的面积为y(cm2),求y与t之间的函数关系式: (3)是否存在某一时刻t,使四边形ANPM的面积是平行四边形ABCD的面积的一半?若存在,求出相应的t值;若不存在,说明理由. (4)连接AC,是否存在某一时刻t,使NP与AC的交点把线段AC分成 2 :1的两部分?若存在,求出相应的t值;若不存在,说明理由. 展开
郭敦顒
2014-03-16 · 知道合伙人教育行家
郭敦顒
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郭敦顒回答:

(1)∵AB∥CD,∴AM∥QD,当t=0.5s时,

AP=1.5 cm=AD/2=DP,(CD=0.5cm=CD/2,)

在△PAM与△PDQ中,∠APM=∠DPQ(对顶角),AP=DP,∠PAM=∠PDQ(平行则内错角相等),

∴△PAM≌△PDQ,

∴AM=QD,又∵AM∥QD,

∴当t=0.5s时,四边形AQDM为平行四边形。

(2)设四边形ANPM的面积y(cm²),求y与t的函数关系式,

平行四边形ABCD的高h=EN=(1/2)√2(cm),

在△APM中,AP上的高h1=ME= [(1/2)√2] AM,

 AM=ME/[(1/2)√2]= ME√2, AM=ME√3。

在△ACD中,CQ/AP=QD/PD=CD/AD=1/3,

∴PQ∥AC,∴ACQM为平行四边形,AM=CQ,

DQ=1-CQ=1-AM,

∵△APM∽△DPQ,∴AM/DQ=AP/DP,AP=t,

AM/(1-AM)=AP/(3-AP)=t/(3-t),

∴AM(3-t)=t(1-AM),

∴3AM=t,∴t =3AM=3ME√3,ME= t/(3√3)

四边形ANPM的面积=y=S△ANP+S△APM= [(1/2)√2] t/2+[ t/(3√3)] t/2

= [(1/4)√2] t+[(3/2)√3] t²

(3)平行四边形ABCD的面积=3×[(1/2)√2]= (3/2)√2

∴四边形ANPM的面积/2=y/2

= {[(1/4)√2] t+[(3/2)√3] t²}/2=[(3/2)√2]/2,

∴[3√3] t²+(√2)t-3√2=0,

∴t1=-(1/9)√6+0.9138=-0.2722+0.9138=0.6416,

t2=-(1/9)√6-0.9036不符合要求,舍去)

∴当t=0.6416s时,四边形ANPM的面积等于平行四边形ABCD面积的一半。

(4)设NP与AC的交点为F,当t为何值时,有AF:CF=2:1(或CF:AF =2:1)?

如果AF:CF=2:1(或CF:AF =2:1)成立,则

∵ΔAFP∽ΔCNF,AF/CF=AP/CN=2/1,

设AP=2(cm),CN=1(cm),t=2/3(s),那么

BN=BC-CN=3-1=2(cm),MN=2(cm),BM=√(2²+2²)=2√2,

AM=BM-AB=2√2-1=1.828,则t=1.828,但t≤1,t=2/3(s),矛盾;

设AP=1(cm),CN=2(cm),t=1/3(s),那么

BN=BC-CN=3-2=1(cm),MN=1(cm),BM=√(1²+1²)=√2,

AM=BM-AB=√2-1=0.414,则t=0.414,但t=1/3(s),矛盾。

∴不存在时间t,使得AF:CF=2:1(或CF:AF =2:1)。

 

                      M

 

 


              A       E            P               D

 

                            F

                                             Q

 

    B                N                    C

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