分析 (1)当边FG恰好经过点C时,由∠CFB=60°得BF=3-t,在Rt△CBF中,根据三角函数求得t的值;
(2)根据运动的时间为t不同的取值范围,求等边△EFG和矩形ABCD重叠部分的面积为S的值,当0≤t<1时,重叠部分是直角梯形,面积S等于梯形的面积,
当1≤t<3时,重叠部分是S梯形MKFE-S△QBF,当3≤t<4时,重叠部分是S梯形MKFE,当4≤t<6时,重叠部分是正三角形的面积;
(3)当AH=AO=3时,AM=$\frac{1}{2}$AH=$\frac{3}{2}$,在Rt△AME中,由cos∠MAE=$\frac{AM}{AE}$即cos30°=$\frac{\frac{3}{2}}{AE}$,得AE=$\sqrt{3}$,即3-t=$\sqrt{3}$或t-3=$\sqrt{3}$,求出t=3-$\sqrt{3}$或t=3+$\sqrt{3}$;
当AH=HO时,∠HOA=∠HAO=30°,又因为∠HEO=60°得到∠EHO=90°EO=2HE=2AE,再由AE+2AE=3,求出AE=1,即3-t=1或t-3=1,求出t=2或t=4;
当OH=OA=时∠HOB=∠OAH=30°,所以∠HOB=60°=∠HEB,得到点E和点O重合,从而求出t的值.
解答 解:(1)当等边△EFG的边FG恰好经过点C时,
∠CFB=∠GFE=60°,∠BCF=30°,
∵BF=3-t,BC=2$\sqrt{3}$,
∴tan∠BCF=$\frac{BF}{BC}$,
即tan30°=$\frac{3-t}{2\sqrt{3}}$,
解得t=1
∴当等边△EFG的边FG恰好经过点C时,t=1;
(2)①如图1,当0≤t<1时,作MN⊥AB于点N,
∵tan∠MEN=tan60°=$\frac{MN}{EN}$=$\frac{2\sqrt{3}}{EN}=\sqrt{3}$,
∴EN=2,
∵BE=BO+0E=3+t,EN=2,
∴CM=BN=BE-EN=3+t-2=t+1,
∴S=$\frac{1}{2}$(CM+BE)×BC=$\frac{1}{2}×$(t+1+3+t)×$2\sqrt{3}$=2$\sqrt{3}$t+4$\sqrt{3}$.
②如图2,当1≤t<3时,
∵EF=OP=6,
∴GH=6×$\frac{\sqrt{3}}{2}$=3$\sqrt{3}$,
∵$\frac{MK}{EF}$=$\frac{GH-MN}{GH}$,
∴$\frac{MK}{6}=\frac{3\sqrt{3}-2\sqrt{3}}{3\sqrt{3}}$
解得MK=2,
又∵BF=3-t,BQ=$\sqrt{3}$BF=$\sqrt{3}$(3-t),
∴S=S梯形MKFE-S△QBF,
=$\frac{1}{2}×$(2+6)×2$\sqrt{3}$$-\frac{1}{2}$×(3-t)×$\sqrt{3}$×(3-t)
=-$\frac{\sqrt{3}}{2}$t2+3$\sqrt{3}$t+$\frac{7\sqrt{3}}{2}$.
③如图3,当3≤t<4时
∵MN=2$\sqrt{3}$,EF=6-2(t-3)=12-2t,
∴GH=(12-2t)×$\frac{\sqrt{3}}{2}$=6$\sqrt{3}$-$\sqrt{3}$t,
∴$\frac{MK}{EF}$=$\frac{GH-MN}{GH}$,
∴MK=8-2t,
S=-4$\sqrt{3}$t+20$\sqrt{3}$;
④如图4,当4≤t<6时,
∵EF=12-2t,
高为:EF•sin60°=$\frac{\sqrt{3}}{2}$EF
S=$\sqrt{3}$t2-12$\sqrt{3}$t+36$\sqrt{3}$;
(3)存在t,使△AOH是等腰三角形.
理由如下:在Rt△ABC中,tan∠CAB=$\frac{BC}{AB}$=$\frac{\sqrt{3}}{3}$,
∴∠CAB=30°,
又∵∠HEO=60°,
∴∠HAE=∠AHE=30°,
∴AE=HE=3-t或t-3
①如图5,
当AH=AO=3时,过点E作EM⊥AH于M,
则AM=$\frac{1}{2}$AH=$\frac{3}{2}$,
在Rt△AME中,cos∠MAE=$\frac{AM}{AE}$,
即cos30°=$\frac{\frac{3}{2}}{AE}$,
∴AE=$\sqrt{3}$,即3-t=$\sqrt{3}$或t-3=$\sqrt{3}$,
∴t=3-$\sqrt{3}$或t=3+$\sqrt{3}$.
②如图6,
当HA=HO时,
则∠HOA=∠HAO=30°
又∵∠HEO=60°,
∴∠EHO=90°,EO=2HE=2AE,
又∵AE+EO=3,
∴AE+2AE=3,AE=1,
即3-t=1或t-3=1,
∴t=2或t=4;
③如图7,
当OH=OA时,
则∠OHA=∠OAH=30°
∴∠HOB=60°=∠HEB,
∴点E和点O重合,
∴AE=AO=3,
当E刚开始运动时3-t=3,
当点E返回O时是:t-3=3,
即3-t=3或t-3=3,t=6(舍去)或t=0;
,综上,可得存在t,使△AOH是等腰三角形,此时t=3-$\sqrt{3}$、3+$\sqrt{3}$、2、4或0.
点评 此题主要考查了 平行四边形的性质、平行四边形的判定、矩形、矩形的性质、矩形的判定、菱形、菱形的性质、菱形的判定 等知识,关键是根据特殊三角形的性质,分类讨论.
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A. | 相交 | B. | 相切 | C. | 相离 | D. | 都有可能 |
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