Question

如圖，矩形ABCD在平面直角坐標(biāo)系xOy中，BC邊在x軸上，點A（-1，2），點C（3，0）．動點P從點A出發(fā)，以每秒1個單位的速度沿AD向點D運動，到達(dá)點D后停止．把BP的中點M繞點P逆時針旋轉(zhuǎn)90°到點N，連接PN，DN．設(shè)P的運動時間為t秒．
（1）經(jīng)過1秒后，求出點N的坐標(biāo)；
（2）當(dāng)t為何值時，△PND的面積最大？并求出這個最大值；
（3）求在整個過程中，點N運動的路程是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）首先證明△BAP∽△PQN進(jìn)而得出，利用A，C坐標(biāo)得出PQ=1，NQ=，即可得出答案；
（2）首先表示出NQ=，PD=4-t，再利用△PND的面積為y=進(jìn)而利用二次函數(shù)最值求出即可；
（3）求出P點在A，D兩點時N點位置，再利用勾股定理求出即可．
解答：解：（1）當(dāng)t=1時，AP=1，過點N作NQ⊥AD于點Q，
∵把BP的中點M繞點P逆時針旋轉(zhuǎn)90°到點N，
∴∠BPN=90°，
∴∠APB+∠QPN=90°，
∵∠PQN=90°，
∴∠QPN+∠QNP=90°，
∴∠APB=∠QNP，
又∵∠A=∠PQN=90°，
∴△BAP∽△PQN，
∴，
∴PQ=1，NQ=，
∴N（1，）；

（2）當(dāng)點P運動時間為t秒時，
∵點A（-1，2），點C（3，0），
∴NQ=，PD=4-t，
∴△PND的面積=y===-（t-2）²+1，
當(dāng)t=2時，y最大，
y_最大=1．

（3）因為PQ=1，AP=t，點A（-1，2），
所以N（t，2-），
當(dāng)t=0時，2-=2；則N點坐標(biāo)為（0，2），
當(dāng)t=4時，2-=0，則N′點坐標(biāo)為（4，0），并且點N沿直線y=2-運動，
所以：點N運動的路程是：NN′==．
點評：此題主要考查了相似三角形的綜合應(yīng)用以及二次函數(shù)最值問題等知識，正確利用數(shù)形結(jié)合得出N點移動路線是解題關(guān)鍵．