Question

【題目】如圖1，在平面直角坐標(biāo)系中，，直線MN分別與x軸、y軸交于點(diǎn)M（6，0），N（0， ），等邊△ABC的頂點(diǎn)B與原點(diǎn)O重合，BC邊落在x軸正半軸上，點(diǎn)A恰好落在線段MN上，將等邊△ABC從圖l的位置沿x軸正方向以每秒l個(gè)單位長(zhǎng)度的速度平移，邊AB，AC分別與線段MN交于點(diǎn)E，F（如圖2所示），設(shè)△ABC平移的時(shí)間為t（s）．

（1）等邊△ABC的邊長(zhǎng)為_______；

（2）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)t=_______時(shí)，MN垂直平分AB；

（3）若在△ABC開始平移的同時(shí)．點(diǎn)P從△ABC的頂點(diǎn)B出發(fā)．以每秒2個(gè)單位長(zhǎng)度的速度沿折線BA—AC運(yùn)動(dòng)．當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到C時(shí)即停止運(yùn)動(dòng)．△ABC也隨之停止平移．

①當(dāng)點(diǎn)P在線段BA上運(yùn)動(dòng)時(shí)，若△PEF與△MNO相似．求t的值；

②當(dāng)點(diǎn)P在線段AC上運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)，求S與t的函數(shù)關(guān)系式，并求出S的最大值及此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)．

Answer 1

【答案】（1）3；（2）3；（3）①t=1或或；②S= ，當(dāng)t=時(shí)，△PEF的面積最大，最大值為，此時(shí)P（3， ）．

【解析】試題分析：（1）根據(jù)，∠OMN=30°和△ABC為等邊三角形，求證△OAM為直角三角形，然后即可得出答案．

（2）易知當(dāng)點(diǎn)C與M重合時(shí)直線MN平分線段AB，此時(shí)OB=3，由此即可解決問(wèn)題；

（3）①如圖1中，由題意BP=2t，BM=6﹣t，由△PEF與△MNO相似，可得=或=，即=或=，解方程即可解決問(wèn)題；

②當(dāng)P點(diǎn)在EF上方時(shí)，過(guò)P作PH⊥MN于H，如圖2中，構(gòu)建二次函數(shù)利用二次函數(shù)的性質(zhì)即可解決問(wèn)題；

試題解析：解：（1）∵直線MN分別與x軸正半軸、y軸正半軸交于點(diǎn)M、N，OM=6cm，ON=，∴tan∠OMN= =，∴∠OMN=30°，∴∠ONM=60°，∵△ABC為等邊三角形，∴∠AOC=60°，∠NOA=30°，∴OA⊥MN，即△OAM為直角三角形，∴OA=OM=×6=3．故答案為：3．

（2）易知當(dāng)點(diǎn)C與M重合時(shí)直線MN平分線段AB，此時(shí)OB=3，所以t=3．故答案為：3．

（3）①如圖1中，由題意BP=2t，BM=6﹣t，∵∠BEM=90°，∠BME=30°，∴BE=3﹣，AE=AB﹣BE=，∵∠BAC=60°，∴EF=AE=t，當(dāng)點(diǎn)P在EF下方時(shí)，PE=BE﹣BP=3﹣t，由，解得0≤t＜，∵△PEF與△MNO相似，∴=或=，∴=或=，解得t=1或t=．

當(dāng)點(diǎn)P在EF上方時(shí)，PE=BE﹣BP=t-3，∵△PEF與△MNO相似，∴=或=，∴=或=，解得t=或3．∵0≤t≤，且t-3＞0，即＜t≤，∴t=.

綜上所述，t=1或或．

②當(dāng)P點(diǎn)在EF上方時(shí)，過(guò)P作PH⊥MN于H，如圖2中，由題意，EF=t，FC=MC=3﹣t，∠PFH=30°，∴PF=PC﹣CF=（6﹣2t）﹣（3﹣t）=3﹣t，∴PH=PF=，∴S=EFPH=×t×= =，∵≤t≤3，∴當(dāng)t=時(shí)，△PEF的面積最大，最大值為，此時(shí)P（3， ），當(dāng)t=3時(shí)，點(diǎn)P與F重合，故P點(diǎn)在EF下方不成立．

故S= ，當(dāng)t=時(shí)，△PEF的面積最大，最大值為，此時(shí)P（3， ）．