1.分析:此题为点动题,因此,1)搞清动点所走的路线及速度,这样就能求出相应线段的长;2)分析在运动中点的几种特殊位置.
由题意知,点P为动点,所走的路线为:A→B→C速度为1cm/s。而t=2s,故可求出AP的值,进而求出△APE的面积.
略解:由AP=2 ,∠A=60°得AE=1,EP= . 因此.
2.分析:两点同时运动,点P在前,点Q在后,速度相等,因此两点距出发点A的距离相差总是2cm.P在AB边上运动后,又到BC边上运动.因此PM、QN截平行四边形ABCD所得图形不同.故分两种情况: (1)①当P、Q都在AB上运动时,PM、QN截平行四边形ABCD所得的图形永远为直角梯形.此时0≤t≤6. ②当P在BC上运动,而Q在AB边上运动时,画出相应图形,所成图形为六边形DFQBPG.不规则图形面积用割补法.此时6<t≤8.
⑴略解:①当P、Q同时在AB边上运动时,0≤t≤6.
AQ=t,AP=t+2, AF=t,QF=t,AG=(t+2), 由三角函数PG=(t+2),
FG=AG-AF=(t+2)-t=1.S =·(QF+PG)·FG=[t+(t+2)]·1=t+.
②当6<t≤8时,
S=S平行四边形ABCD-S△AQF-S△GCP.
易求S平行四边形ABCD=16,S△AQF=AF·QF=t2.
而S△CGP=PC·PG,PC=4-BP=4-(t+2-8)=10-t.由比例式可得∴PG=
(10-t).∴S△CGP=PC·PG=(10-t)·(10-t)=(10-t)2.
∴S=16-t2-(10-t)2=(6<t≤8
⑵分析:求面积的最大值时,应用函数的增减性求.若题中分多种情况,那么每一种情况都要分别求出最
大值,然后综合起来得出一个结论.此题分两种情况,那么就分别求出0≤t≤6和6<t≤8时的最大值. 0≤t≤6时,是一次函数,应用一次函数的性质,由于一次项系数是正数,面积S随t的增大而增大.当 6<t≤8时,是二次函31
数,应用配方法或公式法求最值.
略解:由于所以t=6时,S最大=;
由于S=(6<t≤8,所以t=8时,S最大=6
.
.
综上所述, 当t=8时,S最大=6
例2.(2006年锦州市)如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC为菱形,点C的坐标为(4,0),∠AOC=60°,垂直于x轴的直线l从y轴出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,设直线l与菱形OABC的两边分别交于点M、N(点M在点N的上方). 1.求A、B两点的坐标;
2.设△OMN的面积为S,直线l运动时间为t秒(0≤t≤6),试求S与t的函数表达式; 3.在题(2)的条件下,t为何值时,S的面积最大?最大面积是多少? 1.分析:由菱形的性质、三角函数易求A、B两点的坐标. 解:∵四边形OABC为菱形,点C的坐标为(4,0),
∴OA=AB=BC=CO=4.如图①,过点A作AD⊥OC于D.∵∠AOC=60°,∴OD=2,AD= ∴A(2,
),B(6,
).
.
2.分析:直线l在运动过程中,随时间t的变化,△MON的形状也不断变化,因此,首先要把所有情况画出相应的图形,每一种图形都要相应写出自变量的取值范围。这是解决动点题关键之一. 直线l从y轴出发,沿x轴正方向运动与菱形OABC的两边相交有三种情况:
①0≤t≤2时,直线l与OA、OC两边相交(如图①). ②2<t≤4时,直线l与AB、OC两边相交(如图②). ③4<t≤6时,直线l与AB、BC两边相交(如图③).
略解:①∵MN⊥OC,∴ON=t. ∴MN=ONtan60°=.∴S=ON·MN=t2.
②S=ON·MN=t·2=t.
-(t-4)=6
-t,
③方法一:设直线l与x轴交于点H.∵MN=2
∴S=MN·OH=(6-t)t=-t2+3t.
方法二:设直线l与x轴交于点H.∵S=S△OMH-S△ONH,∴S=t·2-t·(t-4)=
32
- t2+3t.
,
·(t-2)=
t-2
,
方法三:设直线l与x轴交于点H.∵S=
=4×2
=8
,
=
·2
=·4·(t-4)=2t-8,=(6-t)(6-t)=18-6t+t2,
∴S=8-(t-2)-(2t-8)-(18-6t+t2)=-t2+3t.
3.求最大面积的时候,求出每一种情况的最大面积值,然后再综合每种情况,求出最大值.
略解:由2知,当0≤t≤2时, 当2<t≤4时,
=4
;
=×22=2;
当4<t≤6时,配方得S=-(t-3)2+,
∴当t=3时,函数S=-t2+3t的最大值是.
但t=3不在4<t≤6内,∴在4<t≤6内,函数S=-t2+3t的最大值不
是.
而当t>3时,函数S=-上所述,当t=4秒时,
=4
t2+3.
t随t的增大而减小,∴当4<t≤6时,S<4. 综
练习1 (2006年南安市)如图所示,在直角坐标系中,矩形ABCD的边AD在x轴上,点A在原点,
AB=3,AD=5.若矩形以每秒2个单位长度沿x轴正方向作匀速运动.同时点P从A点出发以每秒1个单位长度沿A-B-C-D的路线作匀速运动.当P点运动到D点时停止运动,矩形ABCD也随之停止运动. ⑴求P点从A点运动到D点所需的时间; ⑵设P点运动时间为t(秒). 当t=5时,求出点P的坐标;
若⊿OAP的面积为s,试求出s与t之间的函数关系式(并写出相应的自变量t的取值范围). 解:(1)P点从A点运动到D点所需的时间=(3+5+3)÷1=11(秒). 33
(2)当t=5时,P点从A点运动到BC上,此时OA=10,AB+BP=5,∴BP=2. 过点P作PE⊥AD于点E,则PE=AB=3,AE=BP=2. ∴OE=OA+AE=10+2=12.∴点P的坐标为(12,3). 分三种情况:
.当0<t≤3时,点P在AB上运动,此时OA=2t,AP=t,∴s=×2t×t= t2.
.当3<t≤8时,点P在BC上运动,此时OA=2t,∴s=×2t×3=3 t.
.当8<t<11时,点P在CD上运动,此时OA=2t,AB+BC+CP= t,
∴DP=(AB+BC+CD)-( AB+BC+CP)=11- t.∴s=×2t×(11- t)=- t2+11 t.
综上所述,s与t之间的函数关系式是:当0<t≤3时,s= t2;当3<t≤8时,s=3 t;当8<t<11时,s=- t2+11 t .
练习2 如图,边长为4的正方形OABC的顶点O为坐标原点,点A在x轴的正半轴上,点C在y轴的正半轴上.动点D在线段BC上移动(不与B,C重合),连接OD,过点D作DE⊥OD,交边AB于点E,连接OE. (1)当CD=1时,求点E的坐标;
(2)如果设CD=t,梯形COEB的面积为S,那么是否存在S的最大值?若存在,请求出这个最大值及此时t的值;若不存在,请说明理由. 解:(1) 正方形OABC中,因为ED⊥OD,即∠ODE =90°,所以∠COD=90°-∠CDO,而 ∠EDB =90°-∠CDO,所以∠COD =∠EDB.又因为∠OCD=∠DBE=90°,所以△CDO∽△BED.
所以,即,BE=,则.因此点E的坐标为(4,).
(2) 存在S的最大值.
由于△CDO∽△BED,所以,即,BE=t-t2.
×4×(4+t-t2).
故当t=2时,S有最大值10.
1、(09包头)如图,已知△ABC中,AB?AC?10厘米,BC?8厘米,点D为AB的中点. (1)如果点P在线段BC上以3厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上由C点向A
点运动.
①若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1秒后,△BPD与△CQP是否全等,请说明理由; ②若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能够使△BPD与△CQP全等?
34
(2)若点Q以②中的运动速度从点C出发,点P以原来的运动速度从点B同时出发,都逆时针沿△ABC三边运动,求经过多长时间点P与点Q第一次在△ABC的哪条边
解:(1)①∵t?1秒, D 上相遇?
A ∴BP?CQ?3?1?3厘米,
B ∵AB?10厘米,点D为AB的中点, ∴BD?5厘米.
又∵PC?BC?BP,BC?8厘米, ∴PC?8?3?5厘米, ∴PC?BD. 又∵AB?AC, ∴?B??C, ∴△BPD≌△CQP. (4分)
②∵
vP?vQ, ∴BP?CQ,
又∵△BPD≌△CQP,?B??C,则BP?PC?4,CQ?BD?5,t?BP4∴点P,点Q运动的时间
3?3秒,
vCQQ?t?5154?4∴
3厘米/秒.
(7分)
(2)设经过
x秒后点P与点Q第一次相遇,
15x?3x?2?10x?80由题意,得4,解得3秒. 80P?3?80∴点共运动了3厘米.
35
Q P C