Question

如圖， 等腰梯形ABCD中，AB＝15，AD＝20，∠C＝30º．點(diǎn)M、N同時(shí)以相同速度分別從點(diǎn)A、點(diǎn)D開始在AB、AD（包括端點(diǎn)）上運(yùn)動(dòng)．
（1）設(shè)ND的長(zhǎng)為x，用x表示出點(diǎn)N到AB的距離，并寫出x的取值范圍．
（2）當(dāng)五邊形BCDNM面積最小時(shí)，請(qǐng)判斷△AMN的形狀．

Answer 1

解：（1）過(guò)點(diǎn)N作BA的垂線NP，交BA的延長(zhǎng)線于點(diǎn)P．  

由已知，AM＝x，AN＝20－x．
∵　四邊形ABCD是等腰梯形，AB∥CD，∠D＝∠C＝30º，
∴　∠PAN＝∠D＝30º．
在Rt△APN中，PN＝（20－x），
即點(diǎn)N到AB的距離為（20－x）．        
∵　點(diǎn)N在AD上，0≤x≤20，點(diǎn)M在AB上，0≤x≤15，
∴　x的取值范圍是　0≤x≤15．              
（2）根據(jù)（1），S_△AMN＝AM•NP＝x（20－x）＝=－(x-10)+25．  
∴　當(dāng)x＝10時(shí)，S_△AMN有最大值．
又∵　S_{五邊形BCDNM}＝S_梯形－S_△AMN，且S_梯形為定值，
∴　當(dāng)x＝10時(shí)，S_{五邊形BCDNM}有最小值．  
當(dāng)x＝10時(shí)，即ND＝AM＝10，AN＝AD－ND＝10，即AM＝AN．
則當(dāng)五邊形BCDNM面積最小時(shí)，△AMN為等腰三角形． 

（1）過(guò)點(diǎn)N作BA的垂線NP，交BA的延長(zhǎng)線于點(diǎn)P．根據(jù)直角三角形30º的角所對(duì)的直角邊等于斜邊的一半可表示出PN即為點(diǎn)N到AB的距離，由點(diǎn)M、N的位置即可得到x的取值范圍；
（2）先用含x的代數(shù)式表示出△AMN的面積，根據(jù)函數(shù)解析式的特征可得△AMN的面積最大值時(shí)的情況，此時(shí)五邊形BCDNM面積最小。