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已知:RT△ABC与RT△DEF中,∠ACB=∠EDF=90°,∠DEF=45°...

已知:RT△ABC与RT△DEF中,∠ACB=∠EDF=90°,∠DEF=45°,EF=8cm,AC=16cm,BC=12cm.现将RT△ABC和RT△DEF按图1的方式摆放,使点C与点E重合,点B、C(E)、F在同一条直线上,并按如下方式运动.
运动一:如图2,△ABC从图1的位置出发,以1cm/s的速度沿EF方向向右匀速运动,DE与AC相交于点Q,当点Q与点D重合时暂停运动;
运动二:在运动一的基础上,如图3,RT△ABC绕着点C顺时针旋转,CA与DF交于点Q,CB与DE交于点P,此时点Q在DF上匀速运动,速度为manfen5.com 满分网,当QC⊥DF时暂停旋转;
运动三:在运动二的基础上,如图4,RT△ABC以1cm/s的速度沿EF向终点F匀速运动,直到点C与点F重合时为止.
设运动时间为t(s),中间的暂停不计时,
解答下列问题
(1)在RT△ABC从运动一到最后运动三结束时,整个过程共耗时______s;
(2)在整个运动过程中,设RT△ABC与RT△DEF的重叠部分的面积为S(cm2),求S与t之间的函数关系式,并直接写出自变量t的取值范围;
(3)在整个运动过程中,是否存在某一时刻,点Q正好在线段AB的中垂线上,若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.

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(1)运动一,停止时,EC=4cm,用时为:4÷1=4秒;运动二,停止时,DQ=2cm,用时为:2÷=2秒;运动三,点C与点F重合时,CF=4cm,用时为:4÷1=4秒;综上,总用时为:4+2+4=10(秒); (2)运动一,RT△ABC与RT△DEF的重叠部分为直角△QCE的面积,表示出即可;运动二,连接CD,可得∠E=∠CDQ,∠ECP=∠ECQ,EC=DC,所以△ECP≌△DCQ,RT△ABC与RT△DEF的重叠部分不变:y=8(4<t<6);运动三,四边形QDPC为矩形,CF=4-(t-6)=10-t,EC=8-CF=t-2,所以,S矩形QDPC=(t-2)×(10-t)=t2+6t-10; (3)点Q在线段AB的中垂线上,连接BQ,可得AQ=QB,所以,AC-CQ=,又AC=16cm,BC=12cm,得,CQ=3.5cm,又由∠DEF=45°,所以,EC=3.5cm,解答出即可. 【解析】 (1)根据题意得, 运动一: ∵△DEF是等腰三角形,∠ACB=90°,EF=8cm, ∴EC=4cm, ∴运动一所用时间为:4÷1=4(秒), 运动二: ∵当QC⊥DF时暂停旋转, ∵CD=CF, ∴DQ=QF=2cm ∴运动二所用时间为:2=2(秒), 运动三: ∵CF=4cm, ∴运动三所用的时间为:4÷1=4(秒), ∴整个过程共耗时4+2+4=10(秒); 故答案为:10; (2)运动一:如图2, 设EC为tcm,则CQ为tcm, ∴S△ECQ=×t×t, ∴S与t之间的函数关系式为:y=t2(0≤t≤4), 运动二:如图3, 连接CD,在△ECP和△DCQ中, ∵ ∴△ECP≌△DCQ(ASA), ∴S与t之间的函数关系式为:y=8(4<t<6), 运动三:如图4, 四边形QDPC为矩形, ∴CF=4-(t-6)=10-t, EC=8-CF=t-2, ∴S矩形QDPC=(t-2)×(10-t), =t2+6t-10; S与t之间的函数关系式为:y=t2+6t-10(6≤t≤10); (3)存在点Q,理由如下: 如图5,运动一: ∵点Q在线段AB的中垂线上,连接BQ, ∴AQ=QB, ∴AC-CQ=, 又∵AC=16cm,BC=12cm, 解得,CQ=3.5cm, ∵∠DEF=45°, ∴EC=3.5cm, 此时,t为:3.5÷1=3.5秒. 如图6,运动二: 同理:CQ=3.5, 过点C作CM⊥DF交DF于点M,CM=2, 在Rt△QCM中,QM==, ∴DQ=2-, ∴t=(2-)÷+4=6-; 运动三时,CQ最大为2<3.5, 所以无解. 综上,t=3.5或6-时,点Q正好在线段AB的中垂线上.
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考点分析:
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(3)第(2)问中的一次函数的图象与x轴、y轴分别交于C、D,求过A、B、D三点的二次函数的解析式;
(4)在第(3)问的条件下,二次函数在第一象限的图象上是否存在点E,使四边形OECD的面积S1与四边形OABD的面积S满足:S1=manfen5.com 满分网S?若存在,求点E的坐标;若不存在,请说明理由.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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