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在平面直角坐标系中,矩形ABCD与等边△EFG按如图所示放置:点B、G与坐标原点...

在平面直角坐标系中,矩形ABCD与等边△EFG按如图所示放置:点B、G与坐标原点O重合,F、B、G、C在x轴上,AB=3cm,BC=manfen5.com 满分网cm,EF=2manfen5.com 满分网cm.
(1)求△EFG的周长;
(2)△EFG沿x轴向右以每秒manfen5.com 满分网cm的速度运动,当点G移至与点C重合时,△EFG即停止运动,设△EFG的运动时间为t秒.
①若△EFG移动过程中,与矩形ABCD的重合部分的面积Scm2,求S与t的函数关系式;
②当△EFG移动(manfen5.com 满分网+1)秒时,E点到达P点的位置,一开口向下的抛物线manfen5.com 满分网过P、O两点且与射线AD相交于点H,与x轴的另一个交点为Q,若OQ+PH为定值,试求出定值,并求出相应的a的取值范围.
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(1)根据等边三角形的周长等于边长的3倍列式计算即可得解; (2)①分0≤t≤1时,重叠部分是三角形,用t表示出OG的长度,再根据∠EGF的正切值表示出另一直角边,然后根据直角三角形的面积公式列式整理即可;1<t≤2时,重叠部分是四边形,用t表示出OF的长度,再根据∠EFG的正切值表示出另一直角边,然后根据重叠部分的面积等于等边△EFG的面积减去小直角三角形的面积,列式整理即可;2≤t≤4时,重叠部分是等边△EFG的面积,列式计算即可; ②根据路程=速度×时间求出EP,再求出AP的长度,然后得到点P的坐标,把点P坐标代入抛物线解析式得到关于a、b的等式,然后根据抛物线的对称轴求出另一点Q的坐标,再分点H在点P右侧时,利用抛物线的对称性表示出PH、OQ,然后相加,点H在点P左侧时,表示出PH、OQ,然后相加,即可得知为定值的情况,再根据抛物线开口方向向下,PH≥0列式求出a的取值范围. 【解析】 (1)∵EF=2cm, ∴△EFG的周长=3EF=3×2=6cm; (2)如图1,①0≤t≤1时,S=t•(×t)=t2, 1<t≤2时,△EFG没进入矩形的三角形的面积为, S△=•(2-t)•(2-t), =(2-t)2, 所以,重叠部分的面积为:S=×2×(×2)-(2-t)2, =3-(2-t)2, 2≤t≤4时,S=×2×(×2), =3; ②∵△EFG移动(+1)秒,速度为每秒cm, ∴EP=(+1)=3+, ∴AP=3+-=3, ∴点P(3,3), ∵点P在抛物线上, ∴ab=a-3, ∵抛物线y=x2+bx的对称轴为直线x=-=-, ∴与x轴的另一个交点Q的坐标为(-ab,0), 抛物线开口向下,a<0,P、H关于x=-对称, 当点H在点P右侧时, PH=2(--3)=-ab-6=-(a-3)-6=-a+3-6=-a-3, ∴OQ+PH=2×(-)-a-3=-(a-3)-a-3=-a+3-a-3=-2a, 此时OQ+PH不是定值,舍去; 当点H在点P左侧时, PH=2(3+)=ab+6, ∴OQ+PH=2×(-)+(-a-3)=-ab+ab+6=6, ∴OQ+PH的定值为6, ∵PH≥0, ∴ab+6≥0, 即a-3+6≥0, 解得,a≥-3, 又∵a<0, ∴-3≤a<0, 综上,OQ+PH的定值为6,此时相应的a的取值范围是-3≤a<0.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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