如圖,在矩形ABCD中,AB=16,AD=12,在BD上有一動(dòng)點(diǎn)G以每秒1個(gè)單位的速度從點(diǎn)D出發(fā)至點(diǎn)B,以G為直角頂點(diǎn)作等腰Rt△EFG,使得GE∥AD,GF∥AB,且GE=6.
(1)線段BD的長(zhǎng)度是
 
;
(2)點(diǎn)G在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,求出矩形ABCD與△EFG重疊面積S與時(shí)間t函數(shù)關(guān)系式及其自變量取值范圍.
精英家教網(wǎng)
分析:(1)根據(jù)矩形的性質(zhì)得到∠A=90°,根據(jù)勾股定理求出即可;
(2)有4種情況①當(dāng)點(diǎn)E在AB上時(shí),根據(jù)△BEG∽△BAD得出
BG
BD
=
EG
AD
,求出t=10,當(dāng)0≤t≤10時(shí)s=18;②當(dāng)點(diǎn)F在BC上時(shí),由△BFG∽△BCD,得出比例式即可求出t=12.5,當(dāng)10<t≤12.5時(shí),S=18-
1
2
(
3
5
t-6)2
,③當(dāng)點(diǎn)E、F均在矩形ABCD外側(cè),且EF與BD有交點(diǎn)時(shí),由△BMG∽△BAD和△BKG∽△BCD,推出
MG
AD
=
KG
CD
,令MG=x,則KG=6-x,
6-x
16
=
x
12
,求出x,進(jìn)一步求出t,當(dāng)12.5<t≤
110
7
時(shí),S=
1
2
×6×6-
1
2
(
4
5
t-10)
2
-
1
2
(
3
5
t-6)
2
,④如圖,當(dāng)EF與BD沒(méi)有交點(diǎn)時(shí),即
110
7
<t≤20時(shí),S=GM•GK,代入求出即可.
解答:精英家教網(wǎng)解:(1)∵矩形ABCD,
∴∠A=90°,
∵AB=16,AD=12,
由勾股定理得:BD=
AD2+AB2
=
162+122
=20,
故答案為:20.

(2)①如圖,當(dāng)點(diǎn)E在AB上時(shí),
∵EG∥AD,
∴△BEG∽△BAD,
BG
BD
=
EG
AD
,
20-t
20
=
6
12

解得t=10,
∴當(dāng)0≤t≤10時(shí),
S=
1
2
×6×6=18
,
精英家教網(wǎng)②如圖,當(dāng)點(diǎn)F在BC上時(shí),
∵FG∥CD,
∴△BFG∽△BCD,
BG
BD
=
FG
CD
,
20-t
20
=
6
16
,
解得t=12.5,
∴當(dāng)10<t≤12.5時(shí),
S=18-
1
2
(
3
5
t-6)2
=-
9
50
t2+
18
5
t
,
精英家教網(wǎng)③如圖,當(dāng)點(diǎn)E、F均在矩形ABCD外側(cè),
且EF與BD有交點(diǎn)時(shí),
∵EG∥AD,
∴△BMG∽△BAD,
BG
BD
=
MG
AD
,
∵FG∥CD,
∴△BKG∽△BCD,
BG
BD
=
KG
CD

MG
AD
=
KG
CD
,
令MG=x,則GK=6-x,
6-x
16
=
x
12

x=
18
7
,
20-t
20
=
18
7
12
,
t=
110
7
,
∴當(dāng)12.5<t≤
110
7
(當(dāng)t=
110
7
時(shí),EF過(guò)B點(diǎn))時(shí),
S=
1
2
×6×6-
1
2
4
5
t-6)2-
1
2
3
5
t-6)2,
=-
16
25
t2-18,
④當(dāng)EF與BD沒(méi)有交點(diǎn)時(shí),
110
7
<t≤20時(shí),
S=GM•GK=(12-
3
5
t)(16-
4
5
t)
=
12
25
t2-
96
5
t+192
,
答:矩形ABCD與△EFG重疊面積S與時(shí)間t函數(shù)關(guān)系式是s=18(0≤t≤10)或s=-
9
50
t2+
18
5
t
(10<t≤12.5)或
S=-
1
2
t2+
58
5
t-50
(12.5<t≤
110
7
)或S=
12
25
t2-
96
5
t+192
110
7
<t≤20).
點(diǎn)評(píng):本題主要考查對(duì)矩形的性質(zhì),相似三角形的性質(zhì)和判定,三角形的面積,解一元一次方程等知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握,綜合運(yùn)用這些性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算是解此題的關(guān)鍵,此題是一個(gè)拔高的題目,有一定的難度,用的數(shù)學(xué)思想是分類討論思想.
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2
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(2)求P、Q兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度;
(3)將圖②補(bǔ)充完整;
(4)當(dāng)時(shí)間t為何值時(shí),△PCQ為等腰三角形?請(qǐng)直接寫(xiě)出t的值.

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