Question

（本小题满分12分）

已知：把Rt△ABC和Rt△DEF按如图（1）摆放（点C与点E重合），点B、C（E）、F在同一条直线上．∠ACB = ∠EDF = 90°，∠DEF = 45°，AC = 8 cm，BC = 6 cm，EF = 9 cm．

如图（2），△DEF从图（1）的位置出发，以1 cm/s的速度沿CB向△ABC匀速移动，在△DEF移动的同时，点P从△ABC的顶点B出发，以2 cm/s的速度沿BA向点A匀速移动.当△DEF的顶点D移动到AC边上时，△DEF停止移动，点P也随之停止移动．DE与AC相交于点Q，连接PQ，设移动时间为t（s）（0＜t＜4.5）．

解答下列问题：

（1）当t为何值时，点A在线段PQ的垂直平分线上？

（2）连接PE，设四边形APEC的面积为y（cm2），求y与t之间的函数关系式；是否存在某一时刻t，使面积y最小？若存在，求出y的最小值；若不存在，说明理由．

（3）是否存在某一时刻t，使P、Q、F三点在同一条直线上？若存在，求出此时t的值；若不存在，说明理由．

 

Answer 1

 

（1）t=2

（2）当t = 3时，y最小=

（3）当t = 1s，点P、Q、F三点在同一条直线上

解析:

解：（1）∵点A在线段PQ的垂直平分线上，

∴AP = AQ.

∵∠DEF = 45°，∠ACB = 90°，∠DEF＋∠ACB＋∠EQC = 180°，

∴∠EQC = 45°.

      ∴∠DEF =∠EQC.

      ∴CE = CQ.

 由题意知：CE = t，BP=2 t，          

           ∴CQ = t.

           ∴AQ = 8－t.

           在Rt△ABC中，由勾股定理得：AB = 10 cm .

           则AP = 10－2 t.

           ∴10－2 t = 8－t.

           解得：t = 2.

     答：当t = 2 s时，点A在线段PQ的垂直平分线上.       4分

（2）过P作，交BE于M，∴.

在Rt△ABC和Rt△BPM中，，

       ∴.   ∴PM = .

       ∵BC = 6 cm，CE = t，  ∴ BE= 6－t.

 ∴y = S△ABC－S△BPE =－= －

= = .

∵，∴抛物线开口向上.

∴当t = 3时，y最小=.

答：当t = 3s时，四边形APEC的面积最小，最小面积为cm2.   8分

（3）假设存在某一时刻t，使点P、Q、F三点在同一条直线上.

过P作，交AC于N，

∴.

∵，∴△PAN ∽△BAC.

∴.

∴.

∴，.

∵NQ = AQ－AN，

∴NQ = 8－t－() = ．

∵∠ACB = 90°，B、C（E）、F在同一条直线上，

∴∠QCF = 90°，∠QCF = ∠PNQ.

∵∠FQC = ∠PQN，

∴△QCF∽△QNP .

∴.  ∴. 

∵   ∴

解得：t = 1.

答：当t = 1s，点P、Q、F三点在同一条直线上.        12分