Question

如圖，在Rt△ABC中，∠BAC=90°，∠B=60°，BC=16cm，AD是斜邊BC上的高，垂足為D，BE=1cm．點M從點B出發(fā)沿BC方向以1cm/s的速度運動，點N從點E出發(fā)，與點M同時同方向以相同的速度運動，以MN為邊在BC的上方作正方形MNGH．點M到達點D時停止運動，點N到達點C時停止運動．設運動時間為t（s）．
（1）當t為何值時，點G剛好落在線段AD上？
（2）設正方形MNGH與Rt△ABC重疊部分的圖形的面積為S，當重疊部分的圖形是正方形時，求出S關于t的函數(shù)關系式并寫出自變量t的取值范圍．
（3）設正方形MNGH的邊NG所在直線與線段AC交于點P，連接DP，當t為何值時，△CPD是等腰三角形？

Answer 1

（1）3；（2）；（3）t=9s或t=（15﹣6）s.

解析試題分析：（1）求出ED的距離即可求出相對應的時間t.
（2）先求出t的取值范圍，分為H在AB上時，此時BM的距離，進而求出相應的時間．同樣當G在AC上時，求出MN的長度，繼而算出EN的長度即可求出時間，再通過正方形的面積公式求出正方形的面積.
（3）分DP=PC和DC=PC兩種情況，分別由EN的長度便可求出t的值．
試題解析：∵∠BAC=90°，∠B=60°，BC=16cm
∴AB=8cm，BD=4cm，AC=8cm，DC=12cm，AD=4cm.
（1）∵當G剛好落在線段AD上時，ED=BD﹣BE=3cm
∴t=s=3s．
（2）∵當MH沒有到達AD時，此時正方形MNGH是邊長為1的正方形，令H點在AB上，
則∠HMB=90°，∠B=60°，MH=1
∴BM=cm.∴t=s.
當MH到達AD時，那么此時的正方形MNGH的邊長隨著N點的繼續(xù)運動而增大，令G點在AC上，
設MN=xcm，則GH=DH=x，AH=x，
∵AD=AH+DH=x+x=x=4，
∴x=3．
當≤t≤4時，S_MNGN=1cm²．
當4＜t≤6時，S_MNGH=（t﹣3）²cm²
∴S關于t的函數(shù)關系式為：.
（3）分兩種情況：
①∵當DP=PC時，易知此時N點為DC的中點，∴MN=6cm
∴EN=3cm+6cm=9cm.∴t=9s
故當t=9s的時候，△CPD為等腰三角形；
②當DC=PC時，DC=PC=12cm
∴NC=6cm
∴EN=16cm﹣1cm﹣6cm=（15﹣6）cm
∴t=（15﹣6）s
故當t=（15﹣6）s時，△CPD為等腰三角形．
綜上所述，當t=9s或t=（15﹣6）s時，△CPD為等腰三角形．
考點：1.雙動點問題；2.銳角三角函數(shù)定義；3.特殊角的三角函數(shù)值；4.正方形的性質；5.由實際問題列函數(shù)關系式；6.等腰三角形的性質；7.分類思想的應用.