Question

【題目】我們不妨約定：對角線互相垂直的凸四邊形叫做“十字形”．

（1）①在平行四邊形，矩形，菱形、正方形中，一定是十字形的有 ；

②若凸四邊形ABCD是十字形，AC＝a，BD＝b，則該四邊形的面積為 ；

（2）如圖1，以等腰Rt△ABC的底邊AC為邊作等邊三角形△ACD，連接BD，交AC于點O， 當 ≤S 四邊形≤ 時，求BD的取值范圍；

（3）如圖2，以十字形ABCD的對角線AC與BD為坐標軸，建立如圖所示的平面直角坐標系xOy，若計 十字形ABCD的面積為S，記△AOB，△COD，△AOD，△BOC的面積分別為：S1，S2，S3，S4，且同時滿足列四個條件：

① ；② ；③十字形ABCD的周長為32：④∠ABC＝60°； 若E為OA的中點，F為線段BO上一動點，連接EF，動點P從點E出發(fā)，以1cm/s 的速度沿線段EF勻速運動到點F，再以2cms 的速度沿線段FB勻速運動到點B，到達點B 后停止運動，當點P沿上述路線運動 到點B所需要的時間最短時，求點P走完全程所需的時間及直線EF的解析式．

Answer 1

【答案】（1）①菱形和正方形；②ab；（2）≤BD≤2；（3）點P走完全程所需的時間t=，直線EF的解析式為y=x+．

【解析】

（1）①根據(jù)菱形，正方形和矩形的性質即可判斷；

②根據(jù)對角線互相垂直的四邊形的面積等于對角線乘積的一半計算即可；

（2）設AC的長為x，根據(jù)△ABC為等腰直角三角形，△ACD為等邊三角形，得出OB=x，OD==x，即BD=x+x，再根據(jù)≤S四邊形≤運算即可；

（3）首先設A（-a，0），B（0，b），C（c，0），D（0，-d），然后根據(jù)，，得出a=c，b=d，再結合已知條件推吹四邊形ABCD是有一個角為60°的菱形，根據(jù)菱形ABCD的周長為32，即可得出AB=8，OA=4，OB=，OE=2，過F點作FM⊥BC交BC于M點，可得FM=FBsin30°=FB，可得點P的運動時間t==EF+FB=EF+FM，當E，F，M三點共線時EF+FM的值最小，由此可推出t=；根據(jù)在Rt△EOF中，OE=2，∠FEO=30°，可推出F（0，），再結合點E的坐標為（-2，0），即可求出EF的解析式．

（1）①∵菱形和正方形的對角線互相垂直，矩形的對角線不互相垂直，

∴菱形和正方形一定是十字形；

②對角線互相垂直的四邊形的面積等于對角線乘積的一半，

∴四邊形的面積為ab；

（2）設AC的長為x，

∵△ABC為等腰直角三角形，△ACD為等邊三角形，

∴OB=x，OD==x，

∴BD=x+x，

∵≤S四邊形≤

≤x（x+x）≤

≤x2≤

≤x2≤

≤x≤

∴≤x≤

即≤BD≤2；

（3）設A（-a，0），B（0，b），C（c，0），D（0，-d），

∴S1=ab，S2=cd，S3=ad，S4=bc，

∵，，

∴S=S1+S2+=ab+cd+，

S=S3+S4+=ad+bc+，

即ab+cd=ad+bc

ab-ad=bc-cd

a（b-d）=c（b-d）

即a=c，同理b=d，

∴△AOB≌△BOC，△AOB≌△AOD，

∴AB=BC，AB=AD，

∵∠ABC=60°，

∴四邊形ABCD是有一個角為60°的菱形，

∵菱形ABCD的周長為32，

∴AB=8，OA=4，OB=，

∵點E為OA的中點，

∴OE=2，

過F點作FM⊥BC交BC于M點，可得FM=FBsin30°=FB，

∴點P的運動時間t==EF+FB=EF+FM，

∴當E，F，M三點共線時EF+FM的值最小，

∵∠ECM=60°，AC=AB，點E為OA的中點，

∴CE=6，∠∠FEO=30°，E（-2，0），

∴CM=3，EM=，即t=，

在Rt△EOF中，OE=2，∠FEO=30°，

∴OF=，即F（0，），

∴設EF的解析式為y=kx+b，

將E，F的坐標代入得，

解得：，

∴EF的解析式為y=x+，

綜上：點P走完全程所需的時間t=，直線EF的解析式為y=x+．