Question

如圖，在直角梯形ABCD中，AD∥BC，∠B=90°，AD=6，BC=8，AB=3

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，點M是BC的中點．點P從點M出發(fā)沿MB以每秒1個單位長的速度向點B勻速運動，到達點B后立刻以原速度沿BM返回；點Q從點M出發(fā)以每秒1個單位長的速度在射線MC上勻速運動．在點P，Q的運動過程中，以PQ為邊作等邊三角形EPQ，使它與梯形ABCD在射線BC的同側(cè)．點P，Q同時出發(fā)，當點P返回到點M時停止運動，點Q也隨之停止．設點P，Q運動的時間是t秒（t＞0）．
（1）設PQ的長為y，在點P從點M向點B運動的過程中，寫出y與t之間的函數(shù)關系式（不必寫t的取值范圍）；
（2）當BP=1時，求△EPQ與梯形ABCD重疊部分的面積；
（3）隨著時間t的變化，線段AD會有一部分被△EPQ覆蓋，被覆蓋線段的長度在某個時刻會達到最大值，請回答：該最大值能否持續(xù)一個時段？若能，直接寫出t的取值范圍；若不能，請說明理由．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)路程公式直接寫出PQ的長度y；
（2）當BP=1時，有兩種情況：①點P從點M向點B運動，通過計算可知，MP=MQ=3，即PQ=6，連接EM，根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)可求EM=3

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，此時EM=AB，重疊部分為△PEQ的面積；②點P從點B向點M運動，此時t=5，MP=3，MQ=5，△PEQ的邊長為8，過點P作PH⊥AD于點H，在Rt△PHF中，已知PH，∠HPF=30°，可求FH、PF、FE，證明等邊△EFG中，點G與點D重合，此時重疊部分面積為梯形FPCG的面積；根據(jù)梯形面積公式求解；
（3）由圖可知，當t=4時，P、B重合，Q、C重合，線段AD被覆蓋長度達到最大值，由（2）可知，當t=5時，線段EQ經(jīng)過D點，長度也是最大值，故t的范圍在4與5之間．

解答：解：（1）y=MP+MQ=2t；

（2）當BP=1時，有兩種情形：
①如圖1，若點P從點M向點B運動，有MB=

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2

BC=4，MP=MQ=3，
∴PQ=6．連接EM，
∵△EPQ是等邊三角形，∴EM⊥PQ．∴EM=3

3

．
∵AB=3

3

，∴點E在AD上．
∴△EPQ與梯形ABCD重疊部分就是△EPQ，其面積為9

3

．
②若點P從點B向點M運動，由題意得t=5．
PQ=BM+MQ-BP=8，PC=7．
設PE與AD交于點F，QE與AD或AD的延長線交于點G，
過點P作PH⊥AD于點H，
則HP=3

3

，AH=1．
在Rt△HPF中，∠HPF=30°，
∴HF=3，PF=6．∴FG=FE=2．又∵FD=2，
∴點G與點D重合，如圖2．
此時△EPQ與梯形ABCD的重疊部分就是梯形FPCG，其面積為

27

2

3

．

（3）能，
此時，4≤t≤5．
過程如下：
如圖，當t=4時，P點與B點重合，Q點運動到C點，
此時被覆蓋線段的長度達到最大值，
∵△PEQ為等邊三角形，
∴∠EPC=60°，
∴∠APE=30°，
∵AB=3

3

，
∴AF=3，BF=6，
∴EF=FG=2，
∴GD=6-2-3=1，
所以Q向右還可運動1秒，F(xiàn)G的長度不變，
∴4≤t≤5．

點評：本題考查了動點與圖形面積問題，需要通過題目的條件，分類討論，利用特殊三角形，梯形的面積公式進行計算．